单层工业厂房结构-1ppt课件

1、第11章 单层厂房构造 单层厂房构造类型和构造体系 构造组成和荷载传送 排架计算 内力组合和排架柱设计 柱下独立根底11.1 单层厂房构造类型和构造体单层厂房构造类型和构造体系系k单层厂房根据其跨度、高度和吊车起分量等单层厂房根据其跨度、高度和吊车起分量等要素可采用混合构造、混凝土构造或钢构造。要素可采用混合构造、混凝土构造或钢构造。一、构造类型一、构造类型k混合构造：无吊车或吊车吨位不超越混合构造：无吊车或吊车吨位不超越5t，跨度在，跨度在15m以内，柱顶标高不超越以内，柱顶标高不超越8m且无特殊工艺要求的且无特殊工艺要求的小型厂房，可采用由砖柱、钢筋混凝土屋架或轻钢小型厂房，可采用由砖柱、

2、钢筋混凝土屋架或轻钢屋架组成的混合构造；屋架组成的混合构造；钢构造：厂房内有重型吊车如吊车起分量大于钢构造：厂房内有重型吊车如吊车起分量大于150t 、跨度大于、跨度大于36m或有特殊工艺要求的大型厂或有特殊工艺要求的大型厂房，可采用全钢构造或由钢筋混凝土柱与钢屋架组房，可采用全钢构造或由钢筋混凝土柱与钢屋架组成的构造。成的构造。除上述情况以外的单层工业厂房，普通采用混凝土除上述情况以外的单层工业厂房，普通采用混凝土构造。而且除特殊情况外，普通均采用装配式钢筋构造。而且除特殊情况外，普通均采用装配式钢筋混凝土构造。混凝土构造。k装配式钢筋混凝土排架构造是单层工业厂房最广泛装配式钢筋混凝土排架构

3、造是单层工业厂房最广泛的一种构造方式，它由屋架或屋面梁、柱和根底所的一种构造方式，它由屋架或屋面梁、柱和根底所组成。柱顶与屋架为铰接，柱底与根底顶面为固接。组成。柱顶与屋架为铰接，柱底与根底顶面为固接。分等高、不等高；单跨或多跨等多种方式。分等高、不等高；单跨或多跨等多种方式。二、构造体系二、构造体系 排架构造和刚架构造排架构造和刚架构造k 图图1.3.2图图1.3.3 腾腾15-3k钢筋混凝土构造的跨度可超越钢筋混凝土构造的跨度可超越30m，高度可达高度可达2030m或更大，吊车吨位可达或更大，吊车吨位可达150t甚至更大。甚至更大。门架的缺陷：门架的缺陷：1刚度较差，承载后会产生跨变，梁柱

4、的刚度较差，承载后会产生跨变，梁柱的转角处易产生早期裂痕。转角处易产生早期裂痕。2翻身、吊装和对中就位均比较费事，其翻身、吊装和对中就位均比较费事，其运用遭到一定限制。运用遭到一定限制。k门架的优点：梁柱合一，构件种类少，制造简门架的优点：梁柱合一，构件种类少，制造简单，构造轻巧，当厂房的跨度和高度均较小时单，构造轻巧，当厂房的跨度和高度均较小时其经济目的优于排架构造。其经济目的优于排架构造。k门架构造普通适用于屋盖较轻的无吊车或吊车门架构造普通适用于屋盖较轻的无吊车或吊车吨位不超越吨位不超越10t，跨度不超越，跨度不超越18m，檐口高度，檐口高度不超越不超越10m的中、小型单层厂房或仓库等。

5、的中、小型单层厂房或仓库等。单层厂房是一个复杂的空间受力体系。单层厂房是一个复杂的空间受力体系。由屋盖构造，纵、横向平面排架及由屋盖构造，纵、横向平面排架及围护构造组成。围护构造组成。k12.2 构造组成和布置构造组成和布置一、构造组成一、构造组成k1、屋盖构造：由排架柱顶以上部分各构件包、屋盖构造：由排架柱顶以上部分各构件包括屋面板、天窗架、屋架、托架等所组成。括屋面板、天窗架、屋架、托架等所组成。作用：主要是围护和承重接受屋盖构造的自作用：主要是围护和承重接受屋盖构造的自重、屋面活载、雪载和其它的荷载，并将这些重、屋面活载、雪载和其它的荷载，并将这些荷载传给排架柱，以及采光和通风。荷载传给

6、排架柱，以及采光和通风。k屋盖类型：无檩体系、有檩体系屋盖类型：无檩体系、有檩体系屋盖类型：无檩体系、有檩体系屋盖类型：无檩体系、有檩体系无檩体系：由大型屋面板、屋架或屋面梁及屋盖无檩体系：由大型屋面板、屋架或屋面梁及屋盖支承系统所组成，有时还包括天窗架和托架等构支承系统所组成，有时还包括天窗架和托架等构件。件。特点：屋面刚度大、整体性好、构件数量和种类特点：屋面刚度大、整体性好、构件数量和种类较少、施工速度快，是单层厂房中运用较广泛的较少、施工速度快，是单层厂房中运用较广泛的一种屋盖方式。一种屋盖方式。k屋盖类型：无檩体系、有檩体系屋盖类型：无檩体系、有檩体系有檩体系：由小型屋面板、檩条、屋

7、架及屋盖有檩体系：由小型屋面板、檩条、屋架及屋盖支承所组成。支承所组成。特点：这种屋盖的构造和荷载传送都比较复杂，特点：这种屋盖的构造和荷载传送都比较复杂，整体性和刚度也较差，适用于普通中、小型厂整体性和刚度也较差，适用于普通中、小型厂房。房。kk、纵、横向平面排架：、纵、横向平面排架：横向平面排架由横梁屋架或屋面梁和横向横向平面排架由横梁屋架或屋面梁和横向柱列包括根底所组成，是厂房的根本承重柱列包括根底所组成，是厂房的根本承重构造。构造。作用：将厂房中的竖向荷载包括构造自重、作用：将厂房中的竖向荷载包括构造自重、屋面活载、雪载和吊车竖向荷载等及横向程屋面活载、雪载和吊车竖向荷载等及横向程度荷

8、载包括风载、吊车横向制动力、横向程度荷载包括风载、吊车横向制动力、横向程度地震作用等传给根底和地基。度地震作用等传给根底和地基。k纵向平面排架：由连系梁、吊车梁、纵向柱列纵向平面排架：由连系梁、吊车梁、纵向柱列包括根底和柱间支撑等组成。包括根底和柱间支撑等组成。作用：保证厂房构造的纵向稳定性和刚度，接作用：保证厂房构造的纵向稳定性和刚度，接受吊车纵向程度荷载、纵向程度地震作用、温受吊车纵向程度荷载、纵向程度地震作用、温度应力以及作用在山墙及天窗架端壁并经过屋度应力以及作用在山墙及天窗架端壁并经过屋盖构造传来的纵向风荷载等。盖构造传来的纵向风荷载等。k、围护构造、围护构造包括纵墙、横墙山墙、抗风

9、柱、连系梁、包括纵墙、横墙山墙、抗风柱、连系梁、根底梁等构件。这些构件所接受的荷载主要是根底梁等构件。这些构件所接受的荷载主要是墙体和构件的自重以作用在墙面上的风荷载。墙体和构件的自重以作用在墙面上的风荷载。k二、荷载传送二、荷载传送竖向荷载竖向荷载k横向程度荷载横向程度荷载k纵向程度荷载纵向程度荷载单层厂房中的横向排架是主要承重构造！单层厂房中的横向排架是主要承重构造！屋架、吊车梁、排架柱和根底是主要承重构件！屋架、吊车梁、排架柱和根底是主要承重构件！k包括平面布置、支撑布置及围护构造布置包括平面布置、支撑布置及围护构造布置三、构造布置三、构造布置1、厂房平面布置、厂房平面布置1柱网布置：厂

10、房承重柱的纵向和横向定位轴线所柱网布置：厂房承重柱的纵向和横向定位轴线所构成的网格，称为柱网。柱网布置就是确定纵向定位轴构成的网格，称为柱网。柱网布置就是确定纵向定位轴线之间跨度和横向定位轴线柱距的尺寸。线之间跨度和横向定位轴线柱距的尺寸。布置原那么：首先应满足消费工艺及作用要求，在此前布置原那么：首先应满足消费工艺及作用要求，在此前提下力求建筑平面和构造方案经济合理。另外，还应遵提下力求建筑平面和构造方案经济合理。另外，还应遵守厂房建筑一致化根本规那么的规定，为厂房设计规范守厂房建筑一致化根本规那么的规定，为厂房设计规范化、消费工厂化和施工机械化发明条件。化、消费工厂化和施工机械化发明条件。

11、k2变形缝：变形缝：常设温度缝、抗震缝及沉降缝常设温度缝、抗震缝及沉降缝2、支撑布置、支撑布置为了保证厂房在施工和运用过程中为了保证厂房在施工和运用过程中的可靠性，需设置各种支撑。的可靠性，需设置各种支撑。1屋盖支撑屋盖支撑2柱间支撑柱间支撑包括上、下弦横向程度支撑、纵向程度支撑、包括上、下弦横向程度支撑、纵向程度支撑、垂直支撑与纵向程度系杆、天窗架支撑等。垂直支撑与纵向程度系杆、天窗架支撑等。1屋盖支撑屋盖支撑是沿厂房跨度方向用交叉角钢、直腹杆和屋架是沿厂房跨度方向用交叉角钢、直腹杆和屋架上弦杆共同构成的程度桁架。上弦杆共同构成的程度桁架。作用：保证屋架上弦杆在平面外的稳定和屋盖作用：保证屋

12、架上弦杆在平面外的稳定和屋盖纵向程度刚度。同时还作为山墙抗风柱顶端的纵向程度刚度。同时还作为山墙抗风柱顶端的程度支座，接受山墙传来的风荷载和其他纵向程度支座，接受山墙传来的风荷载和其他纵向程度荷载，并将其传至厂房的纵向柱列。程度荷载，并将其传至厂房的纵向柱列。a上弦横向程度支撑上弦横向程度支撑当屋盖构造的纵向程度面内刚度缺乏，具有以下情况当屋盖构造的纵向程度面内刚度缺乏，具有以下情况之一时，具有以下情况之一时，应设置上弦横向程度之一时，具有以下情况之一时，应设置上弦横向程度支撑。支撑。1跨度较大的无檩体系屋盖，当屋面板与屋架衔接跨度较大的无檩体系屋盖，当屋面板与屋架衔接的焊接质量不能保证，且山

13、墙抗风柱将风荷载传至的焊接质量不能保证，且山墙抗风柱将风荷载传至屋架上弦时，应设置上弦横向程度支撑；屋架上弦时，应设置上弦横向程度支撑；2假设能保证大型屋面板与屋架或屋面梁有三点焊假设能保证大型屋面板与屋架或屋面梁有三点焊接且屋面板纵肋间的空隙用接且屋面板纵肋间的空隙用C15或或C20细石混凝土灌细石混凝土灌实，那么可以为无檩体系屋盖刚度相当大，无须设实，那么可以为无檩体系屋盖刚度相当大，无须设置上弦横向程度支撑。置上弦横向程度支撑。3屋面设置了天窗且天窗通到厂房端的第二柱间屋面设置了天窗且天窗通到厂房端的第二柱间或经过伸缩缝时，应在第一或第二柱间的天窗范围或经过伸缩缝时，应在第一或第二柱间的

14、天窗范围内设置上弦横向程度支撑；并在天窗范围内沿纵向内设置上弦横向程度支撑；并在天窗范围内沿纵向设置一至三道通长的受压系杆。设置一至三道通长的受压系杆。4当采用钢筋混凝土拱形或梯形屋架的屋盖系统当采用钢筋混凝土拱形或梯形屋架的屋盖系统时，应在每一个伸缩缝区段端部的第一或第二柱间时，应在每一个伸缩缝区段端部的第一或第二柱间布置上弦横向程度支撑。布置上弦横向程度支撑。在屋架下弦平面内，由交叉角钢、直腹杆和在屋架下弦平面内，由交叉角钢、直腹杆和屋架下弦杆组成的程度桁架，称为。屋架下弦杆组成的程度桁架，称为。作用：将山墙风荷载及纵向程度荷载传至纵作用：将山墙风荷载及纵向程度荷载传至纵向柱列，同时防止屋

15、架下弦的侧向振动。向柱列，同时防止屋架下弦的侧向振动。b下弦横向程度支撑下弦横向程度支撑当具有以下情况之一时，应设下弦横向程度支撑普通当具有以下情况之一时，应设下弦横向程度支撑普通宜设于厂房端部及伸缩缝处第一柱间，并宜与上弦横宜设于厂房端部及伸缩缝处第一柱间，并宜与上弦横向程度支撑设置在同一柱间，以构成空间桁架体系。向程度支撑设置在同一柱间，以构成空间桁架体系。1山墙抗风柱与屋架下弦衔接，纵向程度力经过下弦山墙抗风柱与屋架下弦衔接，纵向程度力经过下弦传送时；传送时；2厂房内有较大的振动源，如设有硬钩桥式吊车或厂房内有较大的振动源，如设有硬钩桥式吊车或5t及其以上的锻锤时；及其以上的锻锤时；3有

16、纵向运转的悬挂吊车或电葫芦，且吊点设在有纵向运转的悬挂吊车或电葫芦，且吊点设在屋架上弦时，可在悬挂吊车轨道尽头的柱间设置。屋架上弦时，可在悬挂吊车轨道尽头的柱间设置。、下弦横向程度支撑、下弦横向程度支撑、下弦纵向程度支撑、下弦纵向程度支撑由交叉角钢，直腹杆和屋架下弦第一节间组成由交叉角钢，直腹杆和屋架下弦第一节间组成的纵向程度桁架，称为下弦纵向程度支撑。的纵向程度桁架，称为下弦纵向程度支撑。作用：加强屋盖构造的横向程度刚度。作用：加强屋盖构造的横向程度刚度。c纵向程度支撑纵向程度支撑当厂房内设有软钩桥式吊车但厂房高度大、吊车吨位较当厂房内设有软钩桥式吊车但厂房高度大、吊车吨位较重如等高多跨厂房

17、柱高大于重如等高多跨厂房柱高大于15m,吊车任务级别为吊车任务级别为A4，A5起分量大于起分量大于50t、或厂房内设有硬钩桥式吊车、或、或厂房内设有硬钩桥式吊车、或设有大于设有大于5t悬挂吊车、或设备以及厂房内因抽柱或柱距悬挂吊车、或设备以及厂房内因抽柱或柱距较大而需设置托架时，应在屋架下弦端节间沿厂房纵向较大而需设置托架时，应在屋架下弦端节间沿厂房纵向通长或部分设置一道下弦纵向程度支撑。通长或部分设置一道下弦纵向程度支撑。当设置下弦纵向程度支撑时，为了保证厂房空间刚度，当设置下弦纵向程度支撑时，为了保证厂房空间刚度，必需同时设置相应的下弦横向程度支撑，构成封锁的程必需同时设置相应的下弦横向程

18、度支撑，构成封锁的程度支撑系统。度支撑系统。由角钢杆件与屋架直腹杆组成的垂直桁架，称为屋由角钢杆件与屋架直腹杆组成的垂直桁架，称为屋盖垂直支撑。其方式为十字交叉形或盖垂直支撑。其方式为十字交叉形或W形。形。作用：保证屋架接受荷载后在平面外的稳定并传送作用：保证屋架接受荷载后在平面外的稳定并传送纵向程度力，因此应与下弦横向程度支撑布置在同纵向程度力，因此应与下弦横向程度支撑布置在同一柱间内。一柱间内。d垂直支撑和程度系杆垂直支撑和程度系杆上弦程度系杆：保证屋架上弦或屋面上弦程度系杆：保证屋架上弦或屋面梁受压翼缘的侧向稳定；梁受压翼缘的侧向稳定；下弦程度系杆：防止在吊车或有其他下弦程度系杆：防止在

19、吊车或有其他程度振动时屋架下弦发生侧向颤抖。程度振动时屋架下弦发生侧向颤抖。1当厂房跨度小于当厂房跨度小于18m且无天窗时，普通可以不设且无天窗时，普通可以不设垂直支撑和程度系杆。垂直支撑和程度系杆。2当厂房跨度为当厂房跨度为1830m，屋架间距为，屋架间距为6m，采用大型屋，采用大型屋面板时，应在每一道伸缩缝区段端部第一或第二柱间设面板时，应在每一道伸缩缝区段端部第一或第二柱间设置一道垂直支撑；跨度大于置一道垂直支撑；跨度大于30m时，应在屋架跨度时，应在屋架跨度1/3左左右的节点处设置两道垂直支撑；右的节点处设置两道垂直支撑； 当屋架部部高度大于当屋架部部高度大于1.2m时，还应在屋架两端

20、各布置一道垂直支撑。时，还应在屋架两端各布置一道垂直支撑。3当厂房伸缩缝区段大于当厂房伸缩缝区段大于90m时，还应在柱间支撑柱内时，还应在柱间支撑柱内增设一道垂直支撑。增设一道垂直支撑。1) 当屋盖设置垂直支撑时，应在未设置垂直支撑屋架当屋盖设置垂直支撑时，应在未设置垂直支撑屋架间，在相应于垂直支撑平面内的屋架上弦和下弦节点间，在相应于垂直支撑平面内的屋架上弦和下弦节点处，设置通长的程度系杆。处，设置通长的程度系杆。2) 凡设在屋架端部柱顶处和屋架上弦屋脊节点处的通凡设在屋架端部柱顶处和屋架上弦屋脊节点处的通长程度系杆，均应休用刚性系杆，其他均可采用柔性长程度系杆，均应休用刚性系杆，其他均可采

21、用柔性系杆。系杆。包括天窗架上弦横向程度支撑和天窗架包括天窗架上弦横向程度支撑和天窗架间的垂直支撑，用以保证天窗架上弦的间的垂直支撑，用以保证天窗架上弦的侧向稳定和将天窗端壁上的风荷载传给侧向稳定和将天窗端壁上的风荷载传给屋架。屋架。e天窗架支撑天窗架支撑1天窗架上弦横向程度支撑和垂直支撑普通均设置天窗架上弦横向程度支撑和垂直支撑普通均设置在天窗端部第一柱间内。在天窗端部第一柱间内。2当天窗区段较长时，还应在区段中部设有柱间支当天窗区段较长时，还应在区段中部设有柱间支撑的柱间内设置垂直支撑。撑的柱间内设置垂直支撑。3垂直支撑普通设置在天窗的两侧，当天窗架跨度垂直支撑普通设置在天窗的两侧，当天窗

22、架跨度12m时，还应在天窗中间竖杆平面内设置一道垂直支时，还应在天窗中间竖杆平面内设置一道垂直支撑；撑；4在未设置上弦横向程度支撑的天窗架间，应在上在未设置上弦横向程度支撑的天窗架间，应在上弦节点处设置柔性系杆。弦节点处设置柔性系杆。它是纵向平面排架中最主要的抗侧力构件，其它是纵向平面排架中最主要的抗侧力构件，其作用是接受由抗风柱和屋盖横向程度支撑传来作用是接受由抗风柱和屋盖横向程度支撑传来的山墙风载，由屋盖构造传来的纵向程度地震的山墙风载，由屋盖构造传来的纵向程度地震作用以及由吊车梁传来的吊车纵向程度制动力，作用以及由吊车梁传来的吊车纵向程度制动力，并将它们传给根底。并将它们传给根底。2柱间

23、支撑柱间支撑提高厂房构造的纵向刚度！提高厂房构造的纵向刚度！对于有吊车的厂房，按其位置要分为上柱和下柱柱间支对于有吊车的厂房，按其位置要分为上柱和下柱柱间支撑。撑。1) 上柱柱间支撑位于吊车梁上部，它设置在伸缩缝区段上柱柱间支撑位于吊车梁上部，它设置在伸缩缝区段两端与屋盖横向程度支撑相对应的柱间以及伸缩缝区段两端与屋盖横向程度支撑相对应的柱间以及伸缩缝区段中央或临近中央的柱间，并在柱顶设置通长的刚性系杆中央或临近中央的柱间，并在柱顶设置通长的刚性系杆以传送程度力。以传送程度力。2) 下柱柱间支撑位于吊车梁下部，它设置在伸缩缝区段下柱柱间支撑位于吊车梁下部，它设置在伸缩缝区段中部与上柱柱间支撑相

24、应的位置，中部与上柱柱间支撑相应的位置，1 1设有吊车任务级别设有吊车任务级别A6A8A6A8的吊车，或的吊车，或A1A5A1A5的吊车起的吊车起分量在分量在10t10t或或10t10t以上时；以上时； 2 2厂房跨度大于或等于厂房跨度大于或等于18m18m，或柱高大于或等于，或柱高大于或等于8m8m时；时；3 3厂房纵向柱的总数每列在厂房纵向柱的总数每列在7 7根以下时；根以下时；4 4设有设有3t3t以上的悬挂吊车时；以上的悬挂吊车时；5 5露天吊车栈桥的柱列。露天吊车栈桥的柱列。当单层厂房有以下情况之一时，应设置柱间支撑。当单层厂房有以下情况之一时，应设置柱间支撑。包括屋面板、墙体、抗风

25、柱、圈梁、连系梁、过梁、根包括屋面板、墙体、抗风柱、圈梁、连系梁、过梁、根底梁等构件。底梁等构件。作用：接受风、积雪、雨水、地震作用，以及地基产生作用：接受风、积雪、雨水、地震作用，以及地基产生不均匀沉降所引起的内力。不均匀沉降所引起的内力。三、围护构造布置三、围护构造布置当厂房高度及跨度不大时例如柱顶高度在当厂房高度及跨度不大时例如柱顶高度在8m以下，跨以下，跨度为度为912m，可在山墙设置砖壁柱作为抗风柱；，可在山墙设置砖壁柱作为抗风柱；当厂房高度和跨度较大时，普通都采用钢筋混凝土抗风当厂房高度和跨度较大时，普通都采用钢筋混凝土抗风柱，柱外侧再贴砌山墙。柱，柱外侧再贴砌山墙。当厂房高度很大时，山墙所受的风荷载很大，为减小抗当厂房高度很大时，山墙所