9章单层厂房排架结构4

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1、青岛黄海职业学院教师教案（编号 1）年月 日课 题第 9 章 单层厂房排架结构课时9.1 单层厂房结构的组成和布置教学目的 熟悉单层厂房的结构组成、传力途径；熟悉单层厂房的柱网布置及变形缝设置原则；熟悉单层厂房支撑的作用、种类及布置原则；熟悉围护结构的作用与布置。教学重点单层厂房的结构组成、传力途径；单层厂房支撑的作用、种类及布置原则。教学难点单层厂房支撑的作用、种类及布置原则教学关键点单层厂房支撑的作用、种类及布置原则教具建筑结构教材及教案板书设计第 9 章 单层厂房排架结构9.1 单层厂房结构的组成和布置1. 单层厂房的结构组成2.单层厂房结构的传力途经 .承重结构：可分为屋盖结构、横向平

2、面排架和纵（竖向荷载和水平荷载的传递路线向平面排架； 支撑布置；.围护结构布置围护结构3.单层厂房结构布置 柱网布置； 变形缝设置；第页青岛黄海职业学院教师教案教案内容及教学过程课题导入：简要复习建筑识图与构造课中单层工业厂房的结构组成、定位 轴线、单厂主要结构构件、厂房中的设备及吊车工作制等概念。新课导入：单层工业厂房主要承重体系是什么？有哪些构件组成？传力途径是 怎样的？结构布置有何特点？课程新授：第9章单层厂房排架结构本章学习要点1、了解单层厂房的结构组成，熟悉单层厂房的主要结构构件；2、熟悉单层厂房结构的传力途径；3、熟悉单层厂房的柱网布置及变形缝设置原则；4、熟悉厂房中的支撑及其作用

3、，熟悉支撑的布置原则；5、了解厂房围护结构抗风柱、圈梁、连系梁、基础梁等作用与布置;6、掌握单厂计算单元的划分及计算简图；7、熟悉排架上的荷载及其取值与计算；8、熟悉各荷载作用下排架内力计算方法；9、熟悉排架内力组合及组合原则；10、熟悉柱截面设计及施工阶段验算；11、熟悉牛腿的受力特点、截面尺寸确定、钢筋计算及钢筋的构造；12、熟悉柱与其它构件的连接构造。青岛黄海职业学院教师教案9.1单层厂房结构的组成和布置单层厂房的结构组成排架结构单层厂房各组成构件如图9-3所示。总体上可分为承重结构和围护结构两大类。图9-3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

4、架柱；8抗风柱；9基础；10连系梁；11基础梁；12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1、承重结构承重结构构件包括屋面板、天窗架、屋架、柱、吊车梁和基础等，这些构 件又分别组成屋盖结构、横向平面排架、纵向平面排架结构。屋盖结构屋盖结构分为有檩体系和无檩体系。有檩体系由小型屋面板、檩条、和屋 架（包括屋盖支撑）组成；无檩体系由大型屋面板、屋架或屋面梁（包括屋盖 支撑）组成，有时为满足工艺要求需抽柱时，还设有托架。单层厂房中多采用 无檩屋盖。青岛黄海职业学院教师教案教案内容及教学过程屋盖结构的主要作用是承受屋面活荷载、 雪载、自重以及其他荷载， 并将 这

5、些荷载传给排架柱。屋盖结构的组成有：屋面板、天沟板、天窗架、屋架或 屋面梁、托架及屋盖支撑。横向平面排架横向平面排架由横梁（屋架或屋面梁） 、横向柱列和基础组成，承担着厂 房的主要荷载，包括屋盖荷载（屋盖自重、雪荷载及屋面活荷载等） 、吊车荷 载（竖向荷载及横向水平荷载） 、横向风荷载及纵横墙（或墙板）的自重等， 并将其传至基础和地基。其中，排架柱是主要的受力构件。纵向平面排架 纵向平面排架由纵向柱列、连系梁、吊车梁、柱间支撑和基础等组成，其 作用是保证厂房结构的纵向刚度和稳定性， 并承受屋盖结构 （通过山墙和天窗 端壁）传来的纵向风荷载、 吊车纵向制动力、纵向地震作用等， 再将其传至地 基。

6、纵向平面排架中的吊车梁， 具有承受吊车荷载和联系纵向柱列的双重作用， 也是厂房结构中的重要组成构件。2、围护结构围护结构由纵墙、横墙（山墙） 、连系梁、抗风柱（有时设抗风梁或桁架） 和基础梁等构件组成， 兼有围护和承重作用。 主要是承受自重及作用在墙面上 的风荷载。9.1.2 单层厂房结构的传力途径单层厂房结构所承受的荷载分为竖向荷载和水平荷载两大类。 竖向荷载包 括屋面上的恒载、 活载、各承重结构构件及围护结构等非承重构件自重、 吊车 自重及吊车竖向活荷载等。 水平荷载包括横向及纵向风载、 吊车的横向水平荷 载和纵向水平荷载以及水平地震作用等。 单层厂房结构的传力途径见图 9-4 的 单层厂

7、房传力路线示意图。第页青岛黄海职业学院教师教案由图894可看出，单层厂房结构所承受的各种荷载，大部分都传递给排架 柱，再由排架柱传至基础及地基。所以，排架柱是受力最为复杂、最重要的受 力构件。在有吊车的厂房中，吊车梁也是非常重要的承重构件，设计时应予以 重视。竖向荷载水平荷载图9-4单层厂房传力路线示意图单层厂房的结构布置1、柱网布置柱网布置就是确定柱子纵向定位轴线之间的尺寸（跨度）和横向定位轴线 之间的尺寸（柱距）。柱网布置的一般原则是：符合生产工艺和正常使用的要求；建筑和结构方 案经济合理；在施工方法上具有先进性和合理性；符合厂房建筑统一化标准化 的基本原则；适应生产发展和技术进步的要求。

8、厂房跨度在18m及以下时，应采用3m的倍数；在18m以上时，应采用 6m的倍数。厂房柱距一般采用 6m或6m的倍数。当工艺布置和技术经济有 明显的优越性时，也可扩大柱距，采用 21m、27m和33m跨度和9m柱距或 其他柱距。2、变形缝变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。伸缩缝当房屋的长度或宽度过大时，为减小房屋结构中的温度应力，应设置伸 缩缝。伸缩缝最大间距见表8-1。伸缩缝的最大间距（m）表9-1结构类型施工方法最大间距结构类型施工方法最大间距100框架结构现浇55排架结构装配式70 （露天时）剪力墙结 构现浇45沿厂房的横向伸缩缝应从基础顶面开始， 将相邻两个温度区段的上部结构 构件完

9、全分开，并留出一定宽度的缝隙，使上部结构在温度变化时，沿 纵向可自由变形。伸缩缝处应采用双排柱、双屋架（屋面梁），伸缩缝处双柱基础可不分开，做成连在一起的双杯口基础。沉降缝当相邻厂房高度相差悬殊（ 10m 以上）、地基土的压缩性有显著差异、厂 房结构（或基础）类型有明显不同、厂房各部分的施工时间先后相差较长时， 为避免由于地基不均匀沉降在结构中产生附加应力使结构破坏，应设置沉降 缝。沉降缝应从屋顶至基础完全分开，以使缝两侧结构发生不同沉降时互不 影响，从而保证房屋的安全和使用功能。沉降缝的最小宽度不得小于50mm，沉降缝可兼做伸缩缝。防震缝 防震缝是为了减轻地震震害而采取的措施之一，当相邻跨厂

10、房高度相差 悬殊、厂房结构类型和刚度有明显不同时， 应设置防震缝将房屋划分为简单规 则的结构单元，使其在地震作用下互不影响。3、支撑布置 支撑的主要作用是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， 有效传递纵向水平荷载 （风荷载、 吊车纵向水平荷载及 地震作用等）；同时还起着把风荷载、吊车水平荷载和水平地震作用等传递到 相应承重构件的作用。单层厂房的支撑体系包括屋盖支撑和柱间支撑。屋盖支撑屋盖支撑系统包括上、 下弦横向水平支撑、 下弦纵向水平支撑、 垂直支撑、 天窗架支撑以及纵向水平系杆。 上弦横向水平支撑屋盖上弦横向水平支撑系指布置在屋架上弦 （或屋面梁上翼缘） 平

11、面内的 水平支撑，是由交叉角钢和屋架上弦杆组成的水平桁架， 布置在厂房端部及温 度区段两端的第一或第二柱间，如图 8-5。其作用是增强屋盖的整体刚度，保 证屋架上弦或屋面梁上翼缘的侧向稳定， 将山墙抗风柱传来的风荷载传至两侧 柱列上。卜 ii |Ju墮序图9-5屋盖上弦水平支撑对跨度较大的无檩体系屋盖且无天窗时，若采用大型屋面板且与屋架有可 靠连接（有三点焊牢且屋面板纵肋间的空隙用C15或C20细石混凝土灌实），则可认为屋面板能起到上弦横向水平支撑的作用，而不需设置上弦横向水平 支撑。 屋盖下弦水平支撑屋盖下弦水平支撑系指布置在屋架下弦平面内的水平支撑，包括下弦横向水平支撑和下弦纵向水平支撑（

12、图 9-6）。设置下弦横向水平支撑的目的是作为屋盖垂直支撑的支点，将屋架下弦 受到的纵向水平荷载传至纵向排架柱列，防止下弦杆产生振动。当厂房跨度 L 18m时，宜设于厂房端部及伸缩缝处第一柱间，如图 8-6。屋盖下弦纵向水平支撑是由交叉角钢等钢杆件和屋架下弦第一节间组 成的水平桁架。其作用是加强屋盖结构在横向水平面内的刚度，保证横向水 平荷载的纵向分布，增强各排架间的空间作用。在屋盖设有托架时，还可以 保证托架上翼缘的侧向稳定，并将托架区域内的横向水平荷载有效地传到相 邻柱上。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，形成封闭的水平支撑系统（图8-6）

13、。图9-6屋盖下弦水平支撑垂直支撑及水平系杆垂直支撑是指在相邻两榀屋架之间由角钢与屋架的直腹杆组成的垂直桁架（图8-7）。垂直支撑和水平系杆的作用是保证屋架在安装和使用阶段的侧向稳定；防止在吊车工作时屋架下弦的侧向颤动，上弦水平系杆则可保证屋架上弦或屋面梁受压翼缘的侧向稳定。当厂房跨度L30m时，在屋架 1/3跨度左右布置两道对称垂直支撑；当屋架端部高度大于 1.2m时，还应在 屋架两端各布置一道垂直支撑。当屋盖设置垂直支撑时，应在未设置垂直支撑 的屋架间，在相应于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。屋盖垂直支撑应与下弦横向水平支撑布置在同一柱距内。青岛黄海职业学院教

14、师教案教案内容及教学过程h=25M4000h=10003000图9-7屋盖垂直支撑天窗架支撑天窗架支撑包括设置在天窗两端第一柱间的上弦横向水平支撑和沿天 窗架两侧边设置的垂直支撑。其作用是保证天窗架上弦的侧向稳定；将天窗 端壁上的风荷载传递给屋架。天窗架支撑应设置在天窗架两端的第一柱距内，一般与屋架上弦横向水 平支撑布置在同一柱间。柱间支撑柱间支撑是由交叉的型钢和相邻两柱组成的立面桁架，柱间支撑按其位 置分为上柱柱间支撑和下柱柱间支撑。分别位于吊车梁上部和下部。柱间支撑的主要作用是增强厂房的纵向刚度和稳定性；承受由山墙传来 的风荷载、由屋盖结构传来的纵向水平地震作用以及由吊车梁传来的纵向水 平

15、荷载，并将它们传至基础。青岛黄海职业学院教师教案教案内容及教学过程柱间支撑一般设置在伸缩缝区段两端与屋盖横向水平支撑相对应的柱 距以及伸缩缝区段中央或临近中央的柱距，并在柱顶设置通长的刚性连系杆 以传递水平作用力。柱间支撑一般采用交叉钢斜杆组成（图 9-8a）,交叉杆件的倾角在35 55之间。当柱间因交通、设备布置或柱距较大而不能采用交叉斜杆式支 撑时，可采用门架式支撑（图9-8b）。图9-8柱间支撑（a）交叉斜杆式柱间支撑（b ）门架式柱间支撑4、围护结构布置抗风柱抗风柱设置在山墙内侧，承受山墙传来的风荷载。抗风柱一般与基础刚 接，与屋架上弦铰接。抗风柱上端与屋架的连接须满足两个要求：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