《建筑构造》第九章9-单层工业厂房构造

1、2021/3/271第九章第九章 单层工业厂房构造单层工业厂房构造v第一节 概 述v第二节 工业建筑的起重运输设备v第三节 单层工业厂房柱网及定位轴线v第四节 单层工业厂房的剖面高度v第五节 单层工业厂房构件v第六节 墙体v第七节 屋面v第八节 天窗v第九节 侧窗v第十节 大门v第十一节 钢梯2021/3/272第一节 概 述v工业建筑是为工业生产服务的建筑物和构筑物的总称。前者如厂房,库房,后者如冷却塔皮带廊。本课重点讲述单层工业厂房。v一、工业建筑的特点v1、凡是工业产品的生产都要经过一系列的加工过程,这个过程称为生产工艺流程。生产所需的设备都应按照工艺流程的要求来布置,因而工业建筑的平面

2、形状应按照工艺流程及设备布置的要求进行设计。v2、有许多工业产品的体积、质量都很大,生产时需要与之相应的起重运输设备。因此,工业建筑通常具有宽大的内部空间,并在厂房内部设有起重运输设备。2021/3/273v3、某些加工过程是在高温状态下完成的,生产时往往要排放很多热量和烟尘。这样,生产厂房就需设置有效的通风设施。v4、许多产品的生产需要严格的环境条件,如有些厂房要求一定的温度、湿度和洁净度,有些厂房要求无振动,无电磁辐射等。v5、为了满足生产要求和提供环境保障,厂房内往往要布置大量的工程技术管网。v二、工业建筑的分类v工业厂房按使用性质分类:主要生产厂房、辅助生产厂房、动力供应建筑、仓储建筑

3、、运输设备建筑、行政服务建筑。v按生产状况分类:热加工车间、冷加工车间、恒温恒湿车间、洁净车间。v按层数分类:单层工业厂房、多层工业厂房、混合层次厂房。2021/3/274v三、单层工业厂房的基本形式v单层工业厂房的形式是根据以生产工艺布置方案为基础,综合考虑生产设备、厂内交通、采光、通风、卫生、结构和施工诸多方面因素而确定的。厂房的形式包括平面形式和剖面形式,这两方面是统一考虑的,而起主导作用的是平面形式。v1、平面基本形式v(1)单跨厂房 厂房的宽度由一个跨度组成,它v的构造简单,有利于天然采光和自然通风,v施工方便,多用于中小型车间,也可用于大v跨度的重型机械生产车间(图9 - 1a)。

4、2021/3/275v(2)平行双跨、三跨与多跨厂房 厂房的宽度由两个、三个或多个跨度组成,它可节省用地,外墙较短,利于采暖,缩短管线,管理方便,但通风、采光及卫生条件较差,多在中间跨处设置天窗（图9-1b、c、d）。2021/3/276v(3)垂直跨厂房 由于生产工艺流程的需要,可组成垂直相交的平面形式,图9- 1e、f、g分别为纵横跨、形垂直跨和形垂直跨。为使构造方便,垂直跨的某一方向跨的厂房高度应提高或降低。2021/3/277v 2、剖面基本形式v(1)单跨双坡式 当跨度不太大时,厂房仅开设侧窗即可满足采光、通风要求,屋面外排水构造简单且不易渗漏(图9 - 2a)。2021/3/278

5、v(2)等高双跨四坡式 当两跨之和不很大时,厂房也可仅开侧窗满足采光、通风要求,厂房两侧为外排水,中间部分为内排水,构造较复杂,亦容易发生渗漏（图9 - 2b）。2021/3/279v(3)不等高双跨三坡式 利用高低跨之间的高差可以开设高侧窗,以改善采光与通风效果。不等高跨的构造较复杂,如从生产工艺和设备方面要求厂房高差不大于2.4 m时,仍应尽量采用等高跨(图9 - 2c)。2021/3/2710v(4)等高三跨六坡式 中间跨的采光与通风较差,应设置天窗,中间跨有两条天沟组织内排水（图9 - 2d）。v(5)等高三跨双坡式 两侧外排水可减少渗漏,但坡长不宜超过24 m,以减少雨水对屋面的冲刷

6、和对檐口的负荷（图9 - 2e）。2021/3/2711v(6)不等高跨多坡式 利用高低跨之间的高差开设高侧窗,当边跨较大时,宜为双坡,组织内排水;当边跨较小时,可为单坡,以简化构造,减少渗漏（图9 - 2f,g）。2021/3/2712v(7)等高联跨多坡式 边跨可不设天窗,中间跨宜设天窗,以内排水为主（图9-2h）。v(8)锯齿形联跨多坡式 采光均匀,通风良好,全部内排水(图9- 2i)。2021/3/2713v四、单层工业厂房的组成v在单层工业厂房建筑中,由承受各种荷载的构件组成骨架结构,这种骨架结构通常称为排架。排架中主要有基础、柱、屋架等;连系排架之间的构件有基础梁、连系梁、圈梁、屋

7、面板等;为围护和分隔而设置的,有外墙、内墙、屋面和门窗等;为加强厂房的整体性和抵抗侧向荷载,需设置抗风柱和支撑系统;为便于厂房内起重和运输,可设置吊车梁;除此之外,厂房仍应设置必备的辅助设施,如天窗、检修梯、走道板等。v图9-3为单层工业厂房组成示意图。2021/3/27142021/3/2715v单层工业厂房排架结构主要荷载,一是竖向荷载,包括屋面荷载、墙体自重和吊车竖向荷载,并分别通过屋架、墙梁、吊车梁等构件传递到柱身;二是水平荷载,包括纵横外墙风荷载和吊车纵横向冲击荷载,并分别通过墙、墙梁、抗风柱、屋盖、柱间支撑、吊车梁等构件传到柱身。所有上述荷载均由柱身传到基础,不过,基础梁的竖向荷载

8、不是通过柱身直接传递到基础上的。基础所承受的全部荷载传递到地基上。v由此可见,梁、柱、基础是单层厂房和一切建筑物的主要承重构件,特别是柱子,更是承受并传递荷载的关键构件,因而,在设计、施工和使用诸方面均应予以极大的重视。图9-4所示为单层厂房排架结构主要荷载的传递路线。2021/3/27162021/3/2717第二节第二节 工业建筑的起重运输设备工业建筑的起重运输设备v每种工业产品都有一定的生产工艺流程,许多产品的生产是在流动中完成的。因此,在工业厂房内应根据原材料和产品的重量布置相应的起重运输设备。常用的起重运输设备有单轨悬挂式吊车、梁式吊车、桥式吊车、悬臂移动式吊车、固定转臂式吊车等。v

9、一、单轨悬挂式吊车v它是由电动葫芦和工字钢轨道组成。电动葫芦以工字钢为轨道,可沿直线、曲线或分岔往返运行。工字钢轨道可悬挂在屋架或屋面梁的下弦,因而列屋架或屋面粱的结构强度要求较高,故而,起重量一般在2t左右,特殊情况下可达5t。单轨悬挂式吊车构造简单,造价低廉,但它不能横向运行,须借助人力和车辆辅助运输,故而适用于小型或辅助车间（图9-5）。2021/3/27182021/3/2719v二、梁式吊车v它是由梁架、工字钢轨道和电动葫芦组成。粱架可以悬挂在屋架或屋面梁下弦的纵向轨道上,也可支承在吊车梁上的轨道上。粱式吊车可以纵横双向运行,使用方便。行车的操纵可以地面操纵,也可以设置操纵室凌空操纵

10、。梁式吊车的起重量有1t、2t、3t、5t四种。吊车的跨度(Lk)是厂房跨度(L)减去1m（图9-6）。2021/3/2720v三、桥式吊车v它是由桥架和起重行车（亦称大车和小车）组成,桥架行驶在吊车梁的轨道上,起重行车行驶在桥架的轨道上。桥式吊车的起重量较大,由5t到500t不等,并有主钩与副钩之分,还可根据生产需要设置抓斗、电磁吸盘、夹钳、料槽等专用吊具。v桥式吊车的跨度(Lk),当起重量在100t之内时,为厂房跨度(L)减去1.5m,超过100t时,则减去2m。v桥式吊车按其工作的重要性和繁忙程度分为重级、中级和轻级三种工作制度。操纵应在操纵室进行,因而在厂房的端部或中部设置供司机上下的

11、钢梯。v图9-7所示为桥式吊车的布置图。表9-1为桥式吊车技术规格摘录。2021/3/27212021/3/27222021/3/2723v四、其他起重运输设备v在厂房中,还有可沿着柱列运行的悬臂式吊车和固定在柱上可旋转的转臂式吊车（图9-8a、b)。这两种吊车的起重能力和工作范围都有一定限度,只可作为辅助起重设备。还有一种龙门式吊车,它的起重量很大,不宜支承在柱子上,而是支承在厂房的地面上,多用于重型机械厂车间和露天货栈(图9 - 8c)。2021/3/27242021/3/2725第三节第三节 单层工业厂房柱网及定位轴线单层工业厂房柱网及定位轴线v厂房定位轴线是划重构件标志尺寸和确定构件相

12、互位置关系的基准线,同时也是施工放线和设备定位、安装的依据。 v为了提高厂房建筑设计标准化、生产工厂化和施工机械化的水平,划分厂房定位轴线时,在满足生产工艺要求的前提下应尽可能减少构件的种类和规格,并使不同厂房结构形式所采用的构件能最大限度地互换和通用,以提高厂房建筑的装配化程度和建筑工业化水平。2021/3/2726v一、柱网布置v柱网是根据定位轴线布置的。定位轴线包括纵向定位轴线和横向定位轴线。纵向定位轴线之间的距离,通常就是厂房的跨度,横向定位轴线间的距离即是厂房的柱距。纵向定位轴线与横向定位轴线相交形成的网格称为柱网。v柱网尺寸即是水平承重构件的标志尺寸。按标准化原则划分柱网尺寸,可使

13、水平承重构件具有通用性和互换性,提高建筑工业化水平。2021/3/2727v在一般情况下,常用的柱网横向定位轴线间距为6m,也就是柱距为6m,与此相适应的屋面板、吊车梁、连系梁、基础梁、外墙板等构件长度的标志尺寸均为6m。纵向定位轴线的间距,多是厂房的跨度,也就是屋架或屋面粱长度的标志尺寸。跨度在18m以内时,采用30M模数系列,即3000mm的整数倍数,有9、12,15和18 m;跨度超过18m时,则采用60M模数系列,即6000mm的整数倍数,有24、30和36m。当工艺布置的优越性较突出时,也可采用27和33m。总之,应使屋架或屋面梁的设计标准化,尽量减少品种与规格（图9 - 10）。v

14、定位轴线的编号是便于设计和便于施工的重要内容,图纸水平方向的定位轴线编号是从左至右用阿拉伯数字排列;垂直方向的定位轴线编号从下至上用汉语拼音字母排列,但排到I、O、Z时应隔过去,以防与1、0、2相混淆。对于非承重和次要构件的定位轴线编号（如抗风柱、隔墙等）应使用分轴线编号。当设有变形缝时,相邻定位轴线的距离称做插入距(ai)。2021/3/27282021/3/27292021/3/2730v二、封闭结合与非封闭结台 v一般情况下,桥式吊车和屋架都是标准件,它们的跨度尺寸存在下列关系:v Lk =L-2ev式中:LK-桥式吊车的跨度,即吊车轨道中心线的间距;v L-屋架的跨度,也是厂房纵向定位

15、轴线的间距;v e-吊车轨道中心线到纵向定位轴线的距离,通常e=750 mm。v e=h十k十Bv式中:h-上柱截面高度（常用400 mm）;v k-安全间隙(吊车起重量W50t时,K 80 mm;W75t时, v K 100 mm)v B-吊车轨道中心线到吊车端部的尺寸（表9-2）。2021/3/2731v在吊车起重量不大于20t、厂房柱距为6m的条件下,e值不会大于750mm。v如h= 400mm,K=80mm,B=260mm,则e= 740mm,令e=750mm时,则可将安全间隙加大到90mm即可。v当吊车起重量大于30t时,k值与B值均随之增大;当厂房柱网尺寸加大时,h值也将增大。在这

16、种情况下,B+K+h之和将大于750 mm,即LK+2e L。为了解决这一矛盾,唯一的办法是在纵向定位轴线与外墙内缘之间加一个联系尺寸ac。当外墙为砌体墙时,联系尺寸应取50 mm或其整数倍数;外墙为其他材料时,联系尺寸则取300mm或其整数倍数。当吊车起重量超过150t时,B值达到450mm,e值则应加大到1000mm,此时,吊车跨度则是LK=L-2000。2021/3/27322021/3/27332021/3/27342021/3/27352021/3/27362021/3/27372021/3/27382021/3/27392021/3/27402021/3/27412021/3/27

17、422021/3/2743第四节第四节 单层工业厂房的剖面高度单层工业厂房的剖面高度v一、自室内地面至柱顶的高度应为扩大模数3M数列。v二、自室内地面至支承吊车梁的牛腿面的高度,应为3M数列,当超过7.2m时,宜采用6M数列。v三、吊车的小车顶面距柱顶（或下撑式屋架下弦底面）之间应留有不小于220 mm的安全净空。v四、厂房室内地面距室外地面应有不小于100 mm的高差,以防雨水流人室内,但也不应超过200mm,以利运输设备进出方便,常用150mm。（图911）。2021/3/27442021/3/2745第五节第五节 单层工业厂房构件单层工业厂房构件v一、基础v厂房上部结构的全部荷载,通过柱

18、子传递到基础,基础再将力传到地基中去,基础起着承上传下的作用,是厂房结构中的重要承重构件。v单层厂房的基础,主要有独立式和条式两类,当柱距为6m或更大,地质情况较好时,多采用独立式基础。v按施工方式分,有柱与基础整浇式和装配式两种。图9 - 12为常用基础的类型与构造。2021/3/27462021/3/2747v装配式基础装配式基础是指现场浇筑带有杯口形的插孔的基础,将预制柱插入杯口内固定的一种基础。它较整浇式可节省大量柱模板和支架,吊装方便,用途极广。v基础的混凝土强度等级应不低于C15,基础底应铺设C10混凝土垫层100mm厚,以便调整地基标高,便于放线布筋和保护钢筋,以减少地下水对钢筋

19、的腐蚀。v杯口应上大下小,以利于吊装和锚固,杯口底应低于柱底标高50mm,在吊装柱之前用C20细石混凝土按设计标高找平。吊装柱时,先调整柱位及垂直度,用钢楔固定,并在空隙中填充C20细石混凝土。2021/3/2748v基础顶面的标高,一般应距室内地坪下500mm,在伸缩缝处设置双柱独立基础时,可做成双杯口的独立基础。v当场地起伏不平,或局部地质较差,致使基础埋深不一时,为使预制柱的长度统一,便于制作与吊装,可将局部基础做成长颈基础(图9 - 13)。2021/3/2749v二、基础粱v基础梁是架设在相邻独立基础之间、用以支承砌体墙身的承重构件。基础梁长度的标志尺寸一般为6m,在抗风柱间的基础梁

20、长度尚有4.5 m的。厂房墙体上的行人门处仍设基础梁,但通行车辆的大门则不应设基础梁,以防折断。v基础梁多采用上宽下窄的梯形截面,顶面宽度是按砌体墙身的厚而选用（图9 -14）。2021/3/2750v基础梁的顶面标高应低于室内地坪50100 mm。当基础埋置深度不同时,可采取在基础顶面加柱墩,或采用长颈基础,或在柱下部加设牛腿等措施,而不宜采用深置基础梁、增加墙体的工程量的做法（图9 -15）。2021/3/2751v由于基础梁的埋置较浅,如梁底为密实的土层,则可能因基础下沉而产生反拱现象。寒冷地区更会因土壤冻涨而破坏基础粱,故而在基础梁底部应留有50150mm的空隙。同时,寒冷地区的基础梁

21、因热桥效应会使室内热量散失和影响使用。为此应在基础梁两侧铺设松散材料（图9 - 16）。2021/3/2752v三、柱v1、柱的类型v柱主要承受屋盖、吊车梁、墙体等传来的各种荷载,柱必须具有足够的强度、刚度和耐久性。在一般工业厂房中广泛采用钢筋混凝土柱;一些小型的厂房、吊车起重量小于5t,且无振动的情况下,可采用砖柱;而大型厂房,或有高温、强振动、吊车起重量大时,应采用钢柱。v钢筋混凝土柱有单肢和双肢两大类,前者多用于中小型厂房,它们的形式见图9-17。2021/3/2753v(1)矩形截面柱 这种截面形式外形简单,便于制作,但不能充分发挥混凝土的承载能力,自重较大,混凝土用量多,多用于截面尺

22、寸在400mm600mm以内的柱,牛腿柱的上柱和现浇柱。v(2)工字形截面柱 这种截面呈工字形,可充分发挥混凝土的承载能力,节约材料,减轻自重,应用很广泛。但这种柱制作工艺较繁,宜用于批量预制的厂房施工。工字形截面仅用于柱身,而不得用于柱顶、柱底及牛腿处。v(3)双肢柱 当厂房较高、吊车起重量大时,采用双肢柱较为经济合理。它是由两根肢柱用腹杆连接组成,腹杆有平腹杆和斜腹杆之分,将工字柱的腹板开设较大的孔洞时,也属于双肢柱。2021/3/2754v2、柱的预埋件v为使柱与其他构件有可靠的衔接措施,应在柱的相应位置处预埋铁件。预埋件包括柱与屋架（柱顶）、柱与吊车梁（上柱内侧相牛腿顶面）、柱与连系梁

23、或圈梁（柱外侧）、柱与砌体或挂板（柱外侧）、柱与柱的柱间支撑（设柱间支撑的一对柱的两侧）等处的连接件(图9 - 18)。2021/3/2755v四、吊车梁v吊车粱是有吊车厂房的重要构件,它承受吊车工作时各个方向的动力荷载,即起吊荷载、横向与纵向刹车时的冲击力。吊车梁对加强厂房纵向刚度和稳定性也起一定的作用。v1、吊车梁的类型v基本上分梁式和桁架式两种,梁式吊车梁一般用钢筋混凝土制成;桁架式吊车梁可用钢筋混凝土、型钢或两种材料组合而成。2021/3/2756v梁式吊车梁又分等高截面和变高截面两种,截面形状有T型和工字形。梁顶部翼缘较宽,多为400500mm,以增加承压面积、提高横向刚度和便于安装

24、吊车轨道。梁的腹板较薄,常为120 180mm,在支座处应加厚,以利抗剪。腹板底端内配置受力主筋。等高截面吊车梁的梁高有600、900和1200mm几种规格（图9-19a、b）。v变高截面是将梁的腹梁制成抛物线形（鱼腹式）或折线形,以符合梁的受力特点、充分发挥材料强度、节约材料和减轻自重,但制作较复杂。鱼腹式和折线形吊车梁适用于柱距大、吊车荷载大的厂房（图9-19c、d）。v桁架式吊车粱是用杆件组成桁架,其重量轻,但制作较繁,多用于柱距较小,吊车起重量不超过5t的厂房。图9-19e、f所示分别为用钢筋混凝土和型钢制作腹杆的吊车梁。2021/3/27572021/3/2758v2、吊车梁与柱的连

25、接v吊车梁的翼缘埋件和上柱埋件之间用钢板或角钢焊接;吊车梁端部的埋件和牛腿顶面的埋件用垫板焊接;然后将吊车梁与上拄之同的空隙用C20混凝土填实（图9- 20）。2021/3/2759v3、吊车轨道在吊车粱上的固定v吊车轨道有轻型和重型两类,重型的可使用铁路钢轨。吊车粱的翼缘上留有安装孔,安装轨道前应先用C20细石混凝土作垫层并精确找乎,然后铺设钢垫板或压板,用螺栓固定（图9- 21）。2021/3/2760v4、车挡在吊车梁上的固定v为防止吊车在行驶中刹车v失灵而冲撞墙体,应在吊v车梁的尽端设置车挡v（图9 - 22）。2021/3/2761v五、屋架与屋面梁v屋架与屋面梁是厂房屋顶的重要承重

26、结构。屋架或屋面梁的上弦处可直接搁置大型屋面板,也可先搁置檩条,然后在檩条上铺设小型屋面板,前者称为无檩体系,后者称为有檩体系。无檩体系的屋面较重,整体刚度大,大中型厂房多采用;有檩体系多采用槽形瓦、石棉瓦等小型且轻质屋面材料,整体刚度较差,多用于小型厂房（图9 -23）。2021/3/2762v1、屋面梁v屋面梁有单坡和双坡两种形式。用于单坡屋面的跨度有6、9、12 m三种;用于双坡屋面的跨度有9、12、15、18 m四种。屋面坡度较平缓,多采用统一坡度1/10。屋面粱的截面形状有T形和工字形,其顶面宽为300和400 mm两种,腹板厚100120 mm,腹板厚不大于80 mm时,称为薄腹梁

27、。v屋面梁形状较简单,制作较方便,梁高较小而稳定性好,但自重较大。预应力屋面梁能节约材料,减轻自重,用途很广。屋面梁还可悬挂不大于5t的吊车（图9 - 24 a、b）。2021/3/27632021/3/2764v2、两铰拱和三铰拱组合屋架v两铰拱屋架的支座节点为铰接,顶节点为刚接;三铰拱屋架的支座和顶部节点均为铰接。这类屋架的杆件少,构造简单。上弦杆可采用钢筋混凝土制作,下弦杆可采用型钢或钢筋,适用于12、15 m跨度的中小型厂房。这种屋架自重轻,但刚度差,尤以三铰拱屋架更甚,故不宜用于有振动危害的厂房,在吊装时也应临时加固,以防变形（图9 - 24c）。2021/3/2765v3、梯形屋架

28、v梯形屋架的上弦坡度为110112,适合于卷材防水屋面。它的端部和矢高尺寸均较大,适于设置横向下沉天窗和井式天窗。梯形屋架的杆件内力分布不尽合理,自重较大,且须在端部设置垂直支撑方能保证屋盖结构的稳定性。目前常用预应力钢筋混凝土的梯形屋架,可以充分发挥材料的性能、提高承载力和减轻自重。预应力梯形屋架的跨度有18 、21、24、27和30 m几种规格（图9 - 24d）。2021/3/2766v4、拱形屋架v拱形屋架的上弦呈拱形,与简支梁弯矩图近似,杆件内力均匀合理,但因曲线杆件不便制作,故多做成多边形。拱形屋架的端部坡度较大,常引起卷材防水屋面淌油下滑和维修困难。可将拱形屋架端部加设小墩,适当

29、调整屋面板的铺设坡度。拱形屋架的跨度有18、21、24、27和30 m等几种规格（图9 - 24e）v5、折线形屋架v折线形屋架是在拱形屋架加小墩的基础上演变而成的。其上弦在跨中部位的坡度为115,端部坡度为1/5,在内力分布、制作工艺和屋面防水等方面均较合理,方便可行,被广泛使用在18、21、24 m跨的大中型厂房,预应力折线形屋架的跨度可达30 m(图9- 24f)。2021/3/2767v六、屋面板v1、大型屋面板v在无檩体系中,应用最多的就是预应力钢筋混凝土大型屋面板。这种屋面板的长度即是屋架或屋面梁的间距6m,宽度是1.5m,与屋架或屋面梁的跨度相适应,也就是凡符合30M或60M的屋

30、架均可以排列整块数的大型屋面板。而它的构造尺寸是59701490mm,即板与板间双向均留有10mm的缝隙,以灌注细石混凝土,加强板间的连接。另外,还有900mm宽的屋面板,以备填补较窄的空档,这种窄板叫嵌板（图9 - 25）。2021/3/2768v自由落水的檐口板是在板侧挑出200或400 mm的凸边;有组织排水的屋面的天沟部位宜使用天沟板,它是用钢筋混凝土预制成的槽形构件,宽度有580860 mm多种,槽深为190 mm（图9 - 26）。2021/3/2769v屋面板底的四角处埋有铁件,端部板和伸缩缝板两侧中的一侧铁件向内移600mm,以备与屋架或屋面梁顶面的相应预埋件焊接。v大型屋面板

31、覆盖的屋盖整体刚度好,吊装方便,适用于有振动生产的各类厂房和卷材防水及刚性防水屋面。v2、F形屋面板vF形屋面板的纵剖面呈“F”形,利用屋面板的挑板搭盖住前边的屋面板。这种屋面板适用于无保温或辅助厂房,屋面板本身可以防水,不需另做防水层,故称为构件自防水覆盖构件。F形屋面板要求屋架坡度不小于1/4。在这种屋面板的搭盖缝处,极易飘入雨水,故应用混合砂浆加麻刀嵌堵(图9 - 27)。2021/3/27702021/3/2771v 3、檩条与槽瓦板v檩条是有檩体系的主要承重构件,它的长度即为屋架或屋面梁的间距,檩条的间距多为3m,其上铺设小屋面板。檩条可用钢材或钢筋混凝土制成,钢筋混凝土檩条的截面形

32、式有T形和L形,两端底部埋有铁件,以备与屋架或屋面梁顶部铁件焊接。v槽瓦板是搁置在檩条上的自防水屋面覆盖构件,适合于非保温车间,屋面坡度为1/4,与槽瓦板配套的有盖瓦和脊瓦。v图9 - 28所示为檩条与槽瓦板的规格和安装。2021/3/27722021/3/2773v七、连系梁与圈梁v连系梁是厂房纵向柱列的水平连系构件,又是承受墙砌体重量的承重构件。连系粱与柱应有可靠的连接,以增强厂房的纵向剐度和传递墙体荷载。因而,在柱的外侧须预留牛腿或铁件,并用螺栓或电焊连接。连系梁多设置在边柱外侧和高低跨交界处的封墙下。它的截面形状有矩形和L形两种,视外墙厚度选用,其长度与柱距和抗风柱距相适应,即6m和4

33、.5m两种。v圈梁的作用是将墙砌体同厂房的柱、抗风柱等箍在一起,加强厂房的整体刚度、墙身刚度和稳定性。圈梁仅起拉结作用而不承受墙砌体的重量,它的截面宽度与墙砌体相适应,高度多用240、300、360mm几种。圈梁宜在厂房的柱顶、屋架端部顶处、吊车梁附近设置,且应现浇,并与柱侧的预埋筋连为一体。v图9 - 29所示为连系梁与圈梁的位置和与柱的连接。2021/3/27742021/3/2775v八、抗风柱v单层厂房的端墙（即山墙）面积很大,所受到的风荷载也就很大,为了保证山墙的稳定性应设置抗风柱。抗风柱一般设在山墙内侧,将风荷载传至基础或屋盖系统再传至纵向柱列。v抗风柱的截面尺寸常用400mm60

34、0mm,间距有4.5m和6m两种。柱下端插入基础杯口内,柱上端遇屋架时,将截面高缩小,柱顶也不得接触屋面板。抗风柱与屋架上下弦采用铰接,并各保持不小于150 mm的距离,以便于屋架与抗风柱可能发生的不均匀沉陷（图9-30）。v承重山墙的抗风柱可在内侧或外侧砌筑扶壁柱。2021/3/27762021/3/2777v九、柱间支撑v为了承受厂房山墙抗风柱传来的水平风荷载,传递吊车运行刹车产生的冲击力和提高厂房纵向柱列的刚度和稳定性,应在适当部分的柱之间设置支撑,即柱间支撑。一般情况下宜将柱间支撑设在各温度区段两端的第二个柱距中。v柱间支撑以牛腿为界线,分上柱柱间支撑和下柱柱间支撑,多用型钢组成交叉形

35、式。如为了下柱柱间支撑不影响车辆通行,可制成门架式支撑。v柱间支撑的杆件与柱侧的预埋件焊接,斜杆的倾角宜在3555之间,以充分发挥支撑杆件的材料性能(图9 - 31)。2021/3/27782021/3/2779v十、屋盖支撑系统v由于单层厂房的跨度和座架高度较大,而杆件截面尺寸较小,且排架结构体系的节点多属铰接,故而屋盖的整体刚度和稳定性均较差,需设置支撑构件。v屋盖支撑系统包括3个部分、8种构件(图9 - 32)2021/3/27802021/3/27812021/3/2782v上弦横向水平支撑的作用是保证屋架上弦的侧向稳定,增加屋面刚度,将抗风柱作用在屋架上弦的风荷载传递到柱顶。v上弦纵

36、向水平支撑的作用是保证屋架与屋架上弦之间的相对位置,当采用大型屋面板时,其边肋已能起到上述作用,故而不必设置。v下弦横向水平支撑的作用是当下弦有悬挂吊车对,或山墙抗风柱的风荷裁传至屋架下弦时,能保证纵向水平荷载或风荷载传至柱顶。v下弦纵向水平支撑的作用是使吊车荷载产生的柱顶横向荷载或横向风荷载向纵向分布,以提高厂房的刚度和保证屋架下弦之间的相对位置。2021/3/2783v纵向水平系杆,也称加劲杆,多设在屋架上弦或下弦中间节点处,沿纵向通长设置。当设有凸起的天窗时,屋面脊部因不铺设屋面板而留有空洞,致使屋架侧向失稳,因此应设置一道水平系杆。下弦纵向水平系杆的作用是加强屋架下弦之间的联系,并保证

37、屋架之间的相对位置。纵向水平系杆的受力情况随水平荷载的变化而受拉或受压,所以,它宜用钢筋混凝土或截面较大的型钢制作。v屋架垂直支撑的作用是保证屋架在使用和安装阶段的侧向稳定,提高厂房的整体刚度。跨中垂直支撑设在屋架跨度的中部,当跨度很大或屋架刚度较差时,还应在跨中的1/4处加设垂直支撑。当屋架为梯形、折线形和矩形屋架时,由于屋架支座处的高度较大,应设置端部垂直支撑,三角形屋架则不须设置。2021/3/2784第六节 墙 体v单层工业厂房的墙体,包括外墙、内墙和隔墙。其中外墙的长度、高度均较大,而相比之下厚度却较小。外墙要承受较大的风荷载和机器设备的振动,因此,墙身的刚度和稳定性应有可靠的保证。

38、v厂房外墙有砌体外墙和板材外墙两类,有些热加工车间和炎热地带的车间,还可不设置外墙,只须设置开敞式的挡雨板。2021/3/2785v一、砌体外墙v砌体墙包括普通砖墙和各种材料,各种规格的砌块墙。普通砖墙的厚度有240 mm和370 mm两种,砌块墙的厚度多为180 mm和190 mm。单层工业厂房的墙体多为自承重墙,即墒体不承重,而自身重量支承在基础梁或连系粱上;以墙体作为承重结构的厂房,其墙体为承重墙。v1、墙体的位置v(1)墙体在柱子外侧这种方案施工方便,墙体连续,构造简单,基础梁与连系梁的长度与柱距相同而利于标准化,用途广泛（图9 - 34a）。2021/3/2786v(2)墙体在柱子中

39、间这种方案可加强柱子和墙体的刚度,有利抗震,也可省掉柱间支撑。但砌筑时砍砖多,柱子与墙体间有缝隙,热大,柱子因热桥效应而不利保温,基础梁与连系梁的长度因柱子宽度不同而不利标准化。这种做法可用于不需保温的简易厂房和厂房的内墙(图9 - 34b、c)。2021/3/2787v 2、墙与柱的连接v为保证墙体的稳定性和提高其整体刚度,墙体应与柱有可靠的连接。常用的做法是在预制柱时,沿柱高每隔500600 mm(宜按砖或砌块的灰缝位置)伸出两根直径6钢筋,每根伸出长度不小于500 mm,砌筑墙体时,随砌随将甩筋压在灰缝内。也可以在预制柱时预埋铁件,拆模后将拉结筋焊在铁件上。v端柱距外墙内缘的空隙,应在砌

40、筑墙体时填实,以利于柱对墙体起骨架作用。v3、墙体变形缝v变形缝包括伸缩缝（2030 mm宽,地上部分断开）、沉降缝（3050 mm宽,自基础到屋顶全部断开）和抗震缝（基础不必断开,宽度按厂房高度定,一般为5090 mm）。工业厂房变形缝的接口形式、保温措施和内外装修做法与民用建筑近似。v图9 - 35所示为单层工业厂房砌体外墙与柱的连接方法。2021/3/27882021/3/2789v二、板材外墙v装配式板材外墙是建筑工业化和墙体改革的重大步骤,它可大幅度提高工效,减少湿作业,减轻劳动强度和加速建筑工业化进程。v1、布置形式v大型板材墙体的布置方式有横向布置、竖向布置和混合布置3种。v(1

41、)横向布置墙板长度与柱距一致,制作与安装方便,墙板的规格类型少,墙板接缝处被柱子遮挡而减少透风漏雨,用途最广（图9 - 36a）。2021/3/2790v(2)竖向布置柱距间须设置水平墙梁,多用轻质墙板竖向安装,布板自由,不受柱距限制,但墙面竖缝较多,容易透风漏雨,受侧窗高度的影响增加板的规格种类（图9 - 36b）。v(3)混合布置既有横向板,又有竖向板,外观灵活,但板的规格种类较多（图9- 36c）。2021/3/2791v 2、墙板的种类与规格v按墙板的功能分,有保温板与非保温板。保温板由钢筋混凝土与保温材料如加气混凝土、玻璃棉等组成复合墙板;非保温板由钢筋混凝土单一材料制成实心板、空心

42、板、槽形板和密肋板等,也可用石棉水泥、钢丝水泥等材料制成轻质波形薄壁墙板。v墙板的规格尺寸应与厂房的柱距和跨度尺寸相协调,长度有4.5m、6m、7.5m、12m等。宽度有0.9m、1.2m、1.5m、1.8m等,厚度应符合1/5M（即20mm的倍数）的模数协调标准。v图9 - 37所示为墙板的几种类型。2021/3/2792v3、墙板与柱子的连接v墙板与柱子的连接方式,分为柔性连接与刚性连接两种。柔性连接适用在地基不够均匀或有较大振动的厂房。连接的方法可选用螺栓挂钩连接、角钢挂钩连接和螺栓压条连接等几种（图9-38）。2021/3/27932021/3/2794v刚性连接是将墙板直接焊接在柱子

43、上,施工简单,造价较低,还可以提高厂房的整体刚度。但对地基不均匀,或有较大振动,或地震烈度在7度以上地区不宜采用（图9-39）。2021/3/27952021/3/2796v4、板缝构造v板缝包括水平缝、垂直缝和变形缝。水平缝有平缝、滴水缝、高低缝、外肋平缝等（图9-41)。垂直缝有直缝、喇叭缝、单腔缝、双腔缝等（图9- 42）。变形缝常用铁皮盖缝和T形弹簧铁卡(图9 - 43)。2021/3/27972021/3/27982021/3/2799v三、轻质墙板v不需保温或热加工车间,可以采和轻质墙板。轻质墙板是指用质轻、壁薄的材料制成,如薄铁皮、石棉水泥板、塑料板、玻璃钢板等。为了增强轻质墙板

44、的刚度,多做成波形,因而墙板应竖向布置,以利排水防止渗漏。v竖向布置墙板,应在柱间设置横梁,横梁的截面可做成T形或L形,多为预制钢筋混凝土构件,也可用型钢代替。横梁两端与柱的埋件焊牢。横梁的间距应与所选用的轻板材料规格协调,尽量避免裁截浪费工料,墙板横向搭接应不小于一个瓦拢,搭接口应与当地主导风向一致（图9 - 44）。2021/3/271002021/3/27101v四、开敞式厂房挡雨板v在炎热地区或高温车间,为了便于通风和降温,厂房可做成开敞式或半敞式的外墙,外墙全部或部分由挡雨板代替。v挡雨板的做法有有支架和无支架两类,支架可用木材、钢材或钢筋混凝土等材料制成。挡雨板可用石棉水泥瓦、玻璃

45、钢瓦或钢筋混凝土板等覆盖。v无支架挡雨板是将挡雨板直接设置在柱距中间。v图9 - 45所示为半开敞式厂房挡雨板的类型与构造。2021/3/271022021/3/27103第七节 屋 面v单层工业厂房的屋面直接受风雨、积雪、积灰、酷热、严寒和有害介质的影响,另外,对一些特殊工业厂房,还须设置防爆泄压、排尘散热等装置。就其共性而言,屋面的排水与防水是屋面构造的最主要问题。v屋面构造大体分为保温（或隔热）屋面和不保温（或隔热）屋面;卷材防水屋面与非卷材防水屋面。2021/3/27104v一、屋面排水v单层工业厂房的屋面面积较大,也就是集水面积和排水量较大,为了减少雨水在屋面上的停留时间,屋面须有一

46、定的坡度。坡度的确定应根据屋面防水材料来定,卷材防水屋面宜平缓,其坡度为1/5l/15。如坡度过大,则会因气温较高时沥青融化流淌,卷材下滑而脱节。非卷材防水屋面（如刚性防水屋面、构件自防水屋面）的坡度宜在1/4以上,以防渗漏。定型设计的屋架和屋面梁的坡度是分别按卷材和非卷材防水制定的,选用时应注意其设计说明。2021/3/27105v1、排水方式v选择适当的排水方式也是避免渗漏的重要问题。排水方式分无组织排水和有组织排水两大类型。v(1)无组织排水无组织排水也称自由落水,雨水沿坡面和檐口直落地面。这种方式构造简单,造价较低,不易发生渗漏,但仅适用于单跨双面坡,且檐口至室外地面的高度不过大的小型

47、单层厂房。v(2)有组织排水有组织排水是将雨水导入天沟及雨水口,再经雨水管排到指定地点。有组织排水又分外排水和内排水。这种排水方式构造较复杂,造价较高,容易发生堵塞和渗漏,适用于联跨多坡屋面和檐口较高、屋面集水面积较大的大中型厂房。v图9 - 46所示为有组织内排水与外排水的应用。2021/3/271062021/3/27107v2、屋面天沟及雨水口的布置v屋面天沟包括在屋面中部的天沟和在檐口部位的檐沟。天沟的形成有两种方式,一种是铺设天沟板,天沟板是水平搁置的构件,必须按雨水口的位置垫嚣排水坡,一种是直接在屋面板上用垫置方法按雨水口位置形成排水坡,其纵向坡道一般为0.5% - 1%。v雨水口

48、是排除屋面集水的出口,雨水口下接雨水斗或雨水管。雨水口的间距和雨水管的直径是按当地降雨强度和集水面积计算得来的。雨水管的直径有75、100、125、150、200 mm等几种规格,材料有镀锌铁皮、铸铁、钢、塑料等多种。按经验和习惯,当采用直径为100或125mm的雨水管时,雨水口的间距不宜超过4个柱距,即24 m。因为,间距过大时,将导致排水不够均匀,且造成构造垫置的厚度太大而增加屋面或天沟板的荷载。2021/3/27108v雨水口、雨水斗和雨水管的间距和位置,还要兼顾厂房四周的排水环境和厂房立面效果,它们的位置既要利于排水,又要隐蔽、均匀,不影响交通和开窗,构造简单,施工方便。v屋面排水设计

49、应绘制布置图,标出坡向、天沟位置、雨水口位置、分水与汇水线、排水横坡与纵坡和与上述部位相关的轴线编号(图9 - 47)。2021/3/271092021/3/27110v二、屋面防水v1、卷材防水屋面v以油毡、沥青为防水材料的屋面称为卷材防水屋面（也可称柔性防水屋面）。油毡具有一定的弹性和韧性,适用于气温变化较大的北方地区和有振动、有保温隔热要求的厂房屋面。卷材防水屋面的坡度最小限值为1/100,全国通用标准屋架、屋面粱和天窗架的坡度定为1/15、1/10和1/5。v用油毡和沥青作防水材料的屋面有严重的缺点,如易老化、起泡、拉裂、淌流、施工困难、耐久性差等,亟待从材料和施工方面更新改进。v卷材

50、防水屋面的构造,与民用建筑的屋面近似。因结构层（屋面板）是按屋架或屋面梁的坡度铺设的,故不需再设置找坡层。其余的构造层次为保温层（或隔热层）、找平层、结合层、防水层和保护层。对有隔汽层要求的屋面,应在保温层下加设找平层、隔汽层即可;对不设保温或隔热层的屋面,可将找平层直接做在结构层上。2021/3/27111v 2、非卷材防水屋面v非卷材防水屋面主要有构件自防水屋面和刚性防水屋面。刚性防水屋面的构造做法类同于民用建筑,现仅介绍构件自防水屋面。v构件自防水屋面是利用屋面构件自身的混凝土密实性能再涂以防水涂料而达到既能承重又能防水的二合一构件,如自防水屋面板、F形屋面板、槽瓦、折板等。v这种屋面具

51、有省工、省料,降低造价的优点。其防水质量的关键在于板与板的结合处的处理手段和质量。v图9 - 48表示非卷材防水屋面的接缝处理方法。2021/3/271122021/3/271132021/3/27114v三、屋面节点构造v1、挑檐v无组织排水的檐口,应在屋顶边缘处自外墙外表面伸出不小于400 mm的挑檐。可在外墙顶端结合圈梁现浇挑檐板,将屋面找平层抹至挑檐板外缘处,并在边缘内侧抹成通长沟槽,将卷材防水层铺至槽内,然后用玛碲脂或油膏嵌牢。如外挑尺寸较大,可在屋架或屋面粱端部用钢筋混凝土或钢材挑出牛腿以铺设檐口板,然后做屋面防水层（图9 - 49）。2021/3/271152021/3/2711

52、6v2、纵墙外檐沟v在屋架或屋面梁端部挑出牛腿搁置天沟板是有组织外排水的一种,雨水口、雨水斗和雨水管均设置在外墙外侧,构造简单,便于维修（图9 - 50）。2021/3/27117v3、纵墙内檐沟v纵墙内檐沟有两种做法,一种是在屋架或屋面梁端部搁置天沟板;一种是不用天沟板,直接在屋面板上垫置排水沟。在雨水口处的屋面板上留洞或打洞安装水盘和雨水口（图9 - 51、52）。2021/3/271182021/3/27119v4、中间天沟v等高跨中间天沟的做法也有两种,一种是相邻两跨的屋架或屋面梁端部均搁置天沟板,两天沟各设置雨水口;一种是相邻两跨在其中一跨的屋面板上垫置排水沟并开设雨水口（图9 -

53、53）。2021/3/27120v5、长天沟v当厂房纵向长度不超过100 m时,中间天沟可不设置室内雨水管而将雨水通过天沟导至厂房两端的雨水口。这种做法构造简单,造价较低,且减少渗透,但天沟内纵坡不宜过大,以5为好（图9 - 54）。2021/3/27121v 6、高低跨处泛水v厂房平行高低跨处,高跨的外墙由墙梁承托,墙梁支承在柱的牛腿上,牛腿至低跨的屋面板或天沟板还有一段空隙（宜小于600 mm）。这个高度宜用轻质材料或薄砖墙镶砌,以减轻对屋面板或天沟板的荷载。为了保证这段墙(约长0.6 m)的稳定,应在砖内埋设钢筋,并将两端与柱的埋件焊接(图9 - 55)。2021/3/271222021

54、/3/27123v7、屋面变形缝v常见单层工业厂房的屋面变形缝有与厂房长度方向相垂直的横向变形缝和高低跨之间的变形缝（图9- 56）。2021/3/27124第八节 天 窗v在大跨度或多跨单层厂房的屋顶部位设置窗口,以取得较均匀的采光、合理的通风或排除高温灰尘,这种窗口称为天窗。v根据生产的不同要求和厂房结构的特点,天窗的类型很多,基本上分三大类塑:上凸式天窗、下沉式天窗和平天窗。v上凸式天窗有矩形、M形、三角形;下沉式天窗有纵向下沉、横向下沉、天井式;平天窗有采光带、采光屋面板和采光罩。v图9 - 57为天窗类型示意图。2021/3/271252021/3/27126v一、矩形夭窗v矩形天窗

55、是上凸式天窗的一种。它构造简单,采光比较均匀,通风便捷,玻璃上不易积灰,排水方便,被广泛应用。但它重量较大、对抗震不利且造价偏高。v矩形天窗由天窗架、天窗屋顶、天窗端壁、天窗侧板和天窗扇五部分组成(图9 - 58)。2021/3/27127v1、天窗架v天窗架是天窗的承重结构,一般情况下,天窗架的材料与屋顶承重结构的材料相同。天窗架的跨度为厂房跨的1/3和1/2,常用的天窗跨度有6m和9m种,天窗架的高度是按天窗跨度选择的,也与天窗扇的高度有关。为便于天窗架的制作与吊装,天窗架由两件或三件构件组成(图9 - 59)。2021/3/27128v2、天窗屋顶v天窗屋顶与厂房屋顶的构造相同,因天窗的

56、集水面积不大,一般可采取无组织排水形式,即在天窗的檐口部分搁置檐口板,挑出长度为300500 mm。但应在天窗檐口的对应屋面范围内铺设混凝土滴水板,以防天窗屋顶落水损伤屋面防水层。v3、天窗端壁v天窗端壁即天窗端部的山墙,起承重和围护作用。天窗端壁是用钢筋混凝土制成的肋形板组合而成,当天窗跨度为6m时,端壁分为两块,跨度为9m时分为三块。需要保温的天窗端壁,可在端壁内侧的肋间填充保温材料,铺铅丝网并用灰浆抹平（图9 - 60）。2021/3/271292021/3/27130v4、天窗侧板v天窗侧板是天窗扇下面到厂房屋面板之间的围v护结构,相当于房屋的窗台槛墙,用以阻挡雨v雪流入或溅人室内。侧

57、板的长度为6m,高度v多用500 mm,安装时用电焊将其与天窗架外v侧的埋件连接(图9 - 61)。2021/3/27131v5、天窗扇v天窗的窗扇一般为单层玻璃扇,窗框多用钢材制作。为便于开启,以上悬窗为宜。天窗高度是按窗扇的高度或组合高度而定,基本窗扇高度有0.9m、1.2m和1.5m3种。最小的天窗高度为1.2m,递增的高度为1.5m、1.8m（即20.9m）、2.4m（即21.2m）、3.0m(即215m)。根据对天窗高度的要求即可选择天窗架的高度,最小高度的天窗架是天窗高度为1.2 m的天窗架,按图9 - 62所示可得知为:350+500+1200+20=2070 mm,递增高度为2

58、370、2670、3270、3870mm。v窗扇的长度,可按每一个柱距独立开启,也可几个柱距的统长扇窗同时开启。为防止飘雨进入室内,可在每一开启扇的两端设置一段固定窗和挡雨板。天窗扇的开启多采用开窗机控制,可电动也可手摇。v图9 - 63所示为统长窗扇和分段窗扇的立面形式和开启扇、固定扇与挡雨板的关系。2021/3/271322021/3/271332021/3/27134v二、避风天窗v热加工车间,如锻造、铸造车间在生产中产生大量热量和烟尘,需随时排出,当室外风速过大时极易造成倒灌现象,使热量和烟尘无法排出。v设置挡风板可使天窗口处能经常处于负压区,保证了天窗的通风效率（图9 - 64）。v

59、避风天窗的挡风板由支架、壁板v和挡雨板组成。2021/3/271352021/3/27136v1、支架v支架一般用型钢制作,它的固定方式有立柱式和悬挑式两种。v(1)立柱式利用屋面板的缝隙作混凝土墩,将立柱焊于其上,立柱的顶端与天窗架之间用连杆相接。这种做法比较稳固,不增加天窗架的过多负担。但立柱的位置要受到板缝的限制,不便按天窗高度和风压进行调节(图9 - 65a)。v(2)悬挑式将支架连接在天窗架的立柱上,便于按要求宽度和角度设置挡风板。但它的稳定性较差,且增加天窗架的过多负担,故而适用于宽度和高度较小的挡风板,尤其适用于“F”形屋面板和刚性屋面(图9 - 65b)。2021/3/2713

60、72021/3/27138v2、壁板v壁板多采用水泥石棉瓦或瓦垅铁等轻质材料制成,壁板至窗口的距离为窗口高度的1.52倍,高度应略低于天窗檐口,底端应与屋面留有50200 mm的空隙,以便排除雨雪。v3、挡雨板v避风天窗不需安装窗扇,因而飘雨会进入室内,为此,应在不影响通风排气的前提下,按飘雨的常见角度设置挡雨设施。挡雨板可用钢板、塑料、玻璃钢、石棉瓦等材料制成。挡雨板的形式见图9 - 66。2021/3/27139v三、井式天窗v井式天窗是下沉式天窗的一种,下沉式天窗包括纵向下沉式和横向下沉式。所谓下沉式是将铺在屋架上弦的部分屋面板移到下弦铺设,利用屋架本身的高度,组成凹嵌在屋架中间的一种天