混凝土结构及砌体结构-第十二章单层工业厂房结构课件

1、第第12章章 单层工业厂房结构单层工业厂房结构主要学习内容v单层厂房的结构组成、结构布置及构件选型v单层厂房的荷载计算v排架计算v内力组合工业建筑有哪些特点？工业建筑有哪些种类？1、工业建筑的特点.建筑设计应满足生产工艺要求；.工业建筑内部空间大；.屋顶面积大，构造复杂；.结构承载力大，采用大型构件。12.1 概述概述2、工业建筑的分类、工业建筑的分类按厂房用途分类按厂房用途分类.主要生产厂房主要生产厂房用于完成由原料到成品的主要生产工序的厂房。例如，机械制造厂中的铸造车间、机械加工车间及装配车间等。.辅助生产厂房辅助生产厂房为主要生产厂房服务的各类厂房。例如，机械制造厂中的机修车间、工具车间

2、等。.动力用厂房动力用厂房为全厂提供能源和动力供应的厂房。例如，机械制造厂中的变电站、发电站、锅炉房压缩空气站等。.储藏用库房储藏用库房用来储存生产原料、半成品或成品的仓库。例如，油料库、金属材料库、成品库等。.运输工具用房运输工具用房用于停放、检修各种运输工具的库房。例如，汽车库、电瓶车库等。v3.结构类别结构类别 砖混结构 主要用于厂房跨度小于15 m，高度小于8 m的无吊车的小型厂房。砖混结构的主要缺点是承载力较低，整体性差。 钢结构 主要用于厂房跨度大于36m，吊车起重量大于150 t的大型厂房。钢结构造价较高。 钢筋混凝土 用于上述之间的中型厂房。由于钢筋混凝土单层厂房结构具有整体性

3、好、抗侧刚度大、造价相对较低等优点，故在实际工程中被较多采用。 v4.结构形式结构形式 排架结构和刚架结构排架结构由横梁（或屋架）、立柱和基础三部分组成。其特点是梁与柱铰接，柱子与基础为固接。刚架结构也是由梁、柱及基础所组成。所不同的是梁与柱为刚性连接，柱与基础为铰接。 v. 钢筋混凝土单层厂房结构设计内容： 1）结构布置 2）荷载计算 3）内力计算 4）内力组合 5）柱承载力计算 6）柱下基础设计 7）绘制施工图12.1.2 结构组成及荷载传递1结构组成v 屋盖结构屋盖结构（1）作用：）作用： 承受屋面上的竖向荷载；承受屋面上的竖向荷载； 与立柱组成横向排架结构；与立柱组成横向排架结构； 起

4、围护作用，保温、隔热、防雨雪。起围护作用，保温、隔热、防雨雪。（2）种类：）种类： 屋盖有两种类型：屋盖有两种类型： 无檩体系屋盖无檩体系屋盖由大型屋面板、屋架或屋面梁、屋架支撑由大型屋面板、屋架或屋面梁、屋架支撑所组成，如图所组成，如图 (b)所示。所示。 有檩体系屋盖有檩体系屋盖由小型屋面板、檀条、屋架或屋面梁、屋由小型屋面板、檀条、屋架或屋面梁、屋架支承所组成，如图架支承所组成，如图 (a)所示。所示。 v 横向平面排架 横向平面排架是由屋架（屋面梁）、横向柱列和基础组成，是单层厂房的基本承重结构。 v 围护结构v 纵向平面排架2荷载传递v、荷载、荷载主要荷载可分为两大类：主要荷载可分为

5、两大类：竖向荷载竖向荷载和和水平荷载水平荷载竖向荷载竖向荷载包括：屋盖自重、屋面荷载、雪荷载、吊车竖向荷载、包括：屋盖自重、屋面荷载、雪荷载、吊车竖向荷载、柱重、墙重等。柱重、墙重等。水平荷载水平荷载包括：横向水平风荷载、吊车横向制动力、水平地震包括：横向水平风荷载、吊车横向制动力、水平地震作用等。作用等。 、荷载的传递途径、荷载的传递途径12.2 单层工业厂房的结构组成和布置v1、平面布置、平面布置任务任务： 确定柱网尺寸、厂房跨度、变形缝的位置。 （1）柱网布置 柱网各排架柱的纵向、横向定位轴线形成的网格。 任务确定纵横定位轴线在平面上的相对位置。 布置原则布置原则： 满足生产工艺及使用要

6、求： 遵守国家有关厂房建筑统一模数的规定，提高设计标准化水平。厂房建筑统一化基本规则规定：厂房跨度应满足： 当L18 m时,以6 m为模数,即24 m、30 m、36 m，. 厂房柱距一般为6 m,当有特殊要求时,也可有7.5m、9m柱距。 v2 变形缝的布置 厂房的变形缝包括三种：伸缩缝、沉降缝、防震缝。v3 围护结构 围护结构包含抗风柱、圈梁、连系梁、过梁、基础梁及墙体。 （1）抗风柱 布置在山墙内侧，将山墙分成几个区段，使山墙上的风荷载一部分直接传给纵向柱列，另一部分通过抗风柱下传至基础，上由屋盖传至纵向柱列。 抗风柱上部与屋盖铰接,下部与基础固接。当厂房柱高 ,跨度L =912 m时，

7、可采用砖壁柱作抗风柱，一般都采用钢筋混凝土抗风柱。（2）圈梁 作用：增加墙体的整体性及厂房的整体刚度，防止由于地基不均匀沉降或较大振动的荷载对墙体产生的不利影响。 设置：置于围护墙内，在同一标高处连续设置形成封闭的环。设置位置根据厂房具体情况确定，即： 当檐口标高小于8 m时，在檐口附近设一道圈梁； 当檐口标高大于8 m时，宜增设一道； 对有桥式吊车的厂房，还应在吊车梁标高处增设一道。 （3）基础梁 基础梁是用来承托上部围护墙的重量，并将其传给基础，使墙体与柱子具有相同的沉降，因而在有落地墙体处均应布置基础梁。基础梁一般是直接放置在柱基的杯口上，当基础埋深较深时，可将基础梁放置在砼垫块上。v2

8、 支撑系统布置 （1）屋盖支撑 横向水平支撑横向水平支撑：在第一或第二柱间，沿厂房跨度方向用十字交叉角钢与屋架上弦或下弦相连形成水平桁架。 角钢与屋架上弦杆相连称为上弦横向水平支撑,如图所示。 角钢与屋架下弦杆相连称为下弦横向水平支撑,如图所示。 v纵向水平支撑纵向水平支撑：设在屋架下弦端部节间，沿厂房纵向，用十字交叉角钢与下弦杆相连。支撑可沿纵向全长设置，也可在局部设置。如图所示。 v垂直支撑与水平系杆垂直支撑与水平系杆：在相邻两屋架之间的同一铅垂面上，用十字交叉角钢连接两屋架的上下弦节点，构成屋架间垂直支撑，设置要求为： 当厂房跨度L18 m30 m时，在第一或第二柱间设一道垂直支撑； 当

9、跨度L30 m时，应在屋架跨度的1/3节点处设两道垂直支撑； 对于梯形屋架，还应在端部设垂直支撑。 在未设垂直支撑的其余各柱间，应在对应于垂直支撑的平面内沿屋架上弦和下弦节点设置通长的水平系杆。 垂直支撑如图所示。v（2）柱间支撑形式：一般采用十字交叉形杆件，交叉角以45为宜，也可在3555之间选择。 设置条件： 设有吊臂式吊车或3 t以上的悬挂式吊车； 设有重级工作制吊车或设有起重量Q10t的中、轻级工作制吊车； 厂房跨度L18m，或柱高8m； 厂房纵向柱列中的柱数7； 设置部位：通常设置在温度区段中部，这样有利于温度变化时，厂房两端自由变形。对于上部柱间支撑，还可在两端加设，如图所示。 构

10、件选型v屋盖结构构件、支承、吊车梁、墙板、连系梁和基础梁等可在工业厂房构件标准图集中选用合适的构件。v柱和基础进行设计。柱的选型v厂房柱常用的柱形有：矩形截面柱、工字形截面柱、双肢柱。 1、矩形截面柱、矩形截面柱（如图 (a)所示）。 特点特点：外形和构造简单，制作方便，但构件自重大，材料用量多，经济指标较差。 用途用途：主要用于轴心受压柱、现浇柱及截面高度小于500 mm的装配式偏心受压柱。柱的选型2、工字形截面柱、工字形截面柱（如图 (b)所示） 特点特点：比矩形柱的自重小，省材料，且承载力及刚度也较大。 用途用途：当柱截面高度为600mm1200 mm时,广泛应用。柱的选型3、双肢柱、双

11、肢柱（如图 (c)(d)所示） 形式形式：有平腹杆双肢柱与斜腹杆双肢柱两种。该柱是在矩形柱或工字形柱的基础上，为了减小自重在中部挖出一些洞而形成。 特点特点：自重轻、省材料、受力合理。但整体刚度差、构造较复杂，一般用于水平荷载较大或柱高较大的厂房中。 柱形选择应考虑厂房柱的承载能力，横向刚度、柱形选择应考虑厂房柱的承载能力，横向刚度、吊车情况、柱高、柱距等因素。吊车情况、柱高、柱距等因素。柱的选型 柱形选择应考虑厂房柱的承载能力，横向刚度、吊柱形选择应考虑厂房柱的承载能力，横向刚度、吊车情况、柱高、柱距等因素。一般可参考下表初定。车情况、柱高、柱距等因素。一般可参考下表初定。 续表续表12.3

12、 排架计算v任务任务：将实际的厂房简化为一理想的力学模型。：将实际的厂房简化为一理想的力学模型。厂房的平面布置如图所示。厂房的平面布置如图所示。 12.3.1 排架的计算简图的确定排架的计算简图的确定v对该结构进行简化以得到计算简图，简化原则如下： 1、柱下端与基础为刚接，上端与屋架为铰接。 2、厂房的屋盖平面内为刚性，不发生轴向变形。12.3.1 排架的计算简图的确定排架的计算简图的确定v如果是双跨厂房，其平面布置图及横剖面图如图(a)(b)所示，计算简图如 (c)所示。 12.3.1 排架的计算简图的确定排架的计算简图的确定v任务任务：确定作用在排架上：确定作用在排架上各种荷载的性质、大小

13、及各种荷载的性质、大小及作用位置。作用位置。 永久性荷载永久性荷载包括：屋盖包括：屋盖自重自重G1；悬墙自重；悬墙自重G2 ；吊；吊车梁、轨道及连接件自重车梁、轨道及连接件自重G3 ；上柱自重；上柱自重G4 ；下柱自；下柱自重重G5等。等。 可变荷载可变荷载包括：屋面活包括：屋面活荷载荷载Q1；吊车竖向荷载；吊车竖向荷载Dmax及及Dmin；吊车横向水；吊车横向水平荷载平荷载Tmax；均布风荷载；均布风荷载q1及及q2；屋盖支撑处的集；屋盖支撑处的集中风荷载中风荷载Fw等。等。 12.3.2 排架荷载计算排架荷载计算1. 永久荷载永久荷载、可变荷载计算、可变荷载计算 v（1）屋面活荷载 包括包

14、括：屋面均布活荷载、雪荷载、屋面积灰荷载。屋面均布活荷载：屋面均布活荷载：为施工或检修荷载，一般按荷载规范取用，当荷载较大时，可按实际荷载计算。屋面雪荷载：屋面雪荷载：Sk=rS0屋面积灰荷载：屋面积灰荷载：由荷载规范中查得。屋面活载组合：屋面活载组合：考虑到上述三种活载同时出现的可能性，荷载规范规定：屋面均布活载与雪荷载不同时考虑，取二者中的较大者。 、可变荷载计算、可变荷载计算 v（2）吊车竖向荷载Dmax及及Dmin 、可变荷载计算、可变荷载计算 v（2）吊车竖向荷载Dmax及及Dmin Dmax指吊车在满载运行时，,吊车梁作用在厂房横向排架柱上的最大压力。 Dmin与Dmax相对应的排

15、架另一侧柱上的压力。 、可变荷载计算、可变荷载计算 v（2）吊车竖向荷载Dmax及及DminPmax和和Pmin可根据吊车型号、规格查产品目录得到。 由于由于Dmax可以发生在左柱，也可以发生在右可以发生在左柱，也可以发生在右柱，因此计算时应考虑图示的两种情况。柱，因此计算时应考虑图示的两种情况。 v（3）吊车横向水平荷载、可变荷载计算、可变荷载计算 Tmax指载有额定最大起重量的小车在行驶中突然刹车在排架柱上产生的水平制动力。Tmax的作用位置在吊车梁顶面。有正反两个方向。v（3）吊车横向水平荷载、可变荷载计算、可变荷载计算 计算Tmax时与Dmax一样，考虑2台吊车作用，并且按大车行驶到最

16、不利位置时小车同时刹车的情况考虑。根据大车轮子所产生的水平推力T 可按下式计算Tmax 。 对于各类四轮吊车，当小车满载运行突然刹车时，大车各轮的制动力T为： v（4）风荷载Wk 风荷载的作用范围计算单元范围内的纵墙面及屋盖上。在迎风面产生正压为风压力，在背风面产生负压为风吸力。根据规定，风荷载标准标值Wk按下式计算： 、可变荷载计算、可变荷载计算 v（4）风荷载Wk 、可变荷载计算、可变荷载计算 B计算单元宽度，一般计算单元宽度，一般B=6 m或或12 m。Q 可变荷载分顶系数，可变荷载分顶系数， Q =1.4。 注意注意：风荷载是变向的，在排：风荷载是变向的，在排架分析时，应考虑左吹风与右

17、吹架分析时，应考虑左吹风与右吹风两种情况。风两种情况。 12.3.3 排架内力分析排架内力分析v内力分析的任务内力分析的任务确定排架柱在各种荷载作用下，各控制确定排架柱在各种荷载作用下，各控制截面上的内力，并绘制出排架柱的弯矩图、轴力图及剪力图截面上的内力，并绘制出排架柱的弯矩图、轴力图及剪力图（M图、图、N图及图及V图）。图）。 v等高排架的内力分析等高排架的内力分析等高排架等高排架指各柱顶标高均相同的排架。指各柱顶标高均相同的排架。 等高排架的特点等高排架的特点当横梁刚度当横梁刚度EA视为无穷大时，各柱柱视为无穷大时，各柱柱顶具有相同的水平位移，即顶具有相同的水平位移，即u1=u2=ui=

18、un，如图所示。，如图所示。 等高排架在水平荷载作用下的内力分析方法采用等高排架在水平荷载作用下的内力分析方法采用剪力剪力分配法分配法。 v（1）在柱顶水平集中力）在柱顶水平集中力F作用下作用下 切口处代之一对剪力切口处代之一对剪力Vi 切开后的排架拄顶作用有水平力切开后的排架拄顶作用有水平力Vi，在，在Vi作用下产生柱顶位作用下产生柱顶位移为移为ui，根据上面分析可得：，根据上面分析可得： 11niiuFuvui值可按值可按附录附录B(B1)计算，由计算，由ui可求出分配系数可求出分配系数i，从而求，从而求出各柱顶剪力出各柱顶剪力Vi，最后按静定悬臂柱求出在已知，最后按静定悬臂柱求出在已知V

19、i作用下的柱作用下的柱截面内力。截面内力。v 由此可见，剪力分配法就是将作用在顶部的水平集中力由此可见，剪力分配法就是将作用在顶部的水平集中力F按抗侧刚度分配给各柱按抗侧刚度分配给各柱,再按静定悬臂柱求解柱子内力的方法。再按静定悬臂柱求解柱子内力的方法。第第i根柱的根柱的剪力分配系数剪力分配系数，它等，它等于于i柱的抗侧刚度与整个排架柱柱的抗侧刚度与整个排架柱总的杭侧刚度的比值总的杭侧刚度的比值,且且 各柱顶剪力：各柱顶剪力：（2）在任意荷载作用下）在任意荷载作用下v均布风荷载作用下 反力反力R1和和R2可用附录可用附录B(B8)求出。求出。将原结构分解为将原结构分解为(b)和和(c)两个部两

20、个部分分 求解求解(b)排架的柱顶剪力排架的柱顶剪力Vi1 Vi1=Ri求出总支反力求出总支反力求解求解(c)排架的柱顶剪力排架的柱顶剪力Vi2 迭加图中迭加图中(b)与与(c)各柱顶的剪力，各柱顶的剪力，得柱顶总剪力得柱顶总剪力根据柱顶剪力根据柱顶剪力Vi及柱上所受均布及柱上所受均布荷载计算各柱的弯矩。荷载计算各柱的弯矩。 （3）其他荷载作用下v根据上述解题原理，可求出任意荷载（如Dmax 、 Tmax 等）作用下柱子的内力，不同的荷载作用下，在不动铰支座中所产生的支反力Ri，可分别按附录B(B2) 、附图B(B3) 、附图B(B4) 、附图B(B5) 、附图B(B6) 、附图B(B7)求解

21、。计算步骤与风荷载作用下的步骤完全相同。 作业作业12.3.4 排架内力组合排架内力组合v1、柱子控制截面选择、柱子控制截面选择 控制截面就是对柱子配筋量起控制作用的某些截面。 v2、荷载效应组合、荷载效应组合 考虑到多种可变荷载同时同时达到其最大值的可能性很小，所以在进行组合时，除恒载外，多种可变荷载组合时，予以适当降低，即乘以荷载组合系数（1.0）。 12.3.4 排架内力组合排架内力组合v2、荷载效应组合、荷载效应组合 排架结构常见的荷载效应组合有以下几种情况：排架结构常见的荷载效应组合有以下几种情况： （1）恒载风载 （2）恒载屋面活载 （3）恒载吊车荷载 （4）恒载屋面活载吊车荷载

22、（5）恒载0.85（风载屋面活载） （6）恒载0.85（风载吊车荷载） （7）恒载0.85（风载屋面活载吊车荷载） 其中(1)、(5)、(7)为主要组合形式12.3.4 排架内力组合排架内力组合v3、内力组合类型、内力组合类型 单层厂房柱属于偏心受压构件，纵向配筋决定于M与N，故对柱的控制截面只需对M、N进行最不利组合。同时由于在柱的截面上存在着正负弯矩，排架柱一般采用对称配筋。 由偏压构件的破坏特征可知，对大偏压构件，当N基本不变时，M越大越危险，而当M不变时，N越小越危险，所需As越多。小偏压是受压破坏，当一个不变时，另一个越大越危险，用钢量As越大。 12.3.4 排架内力组合排架内力组

23、合v3、内力组合类型、内力组合类型 根据上述讨论，在未确定偏心类型时，一般应考根据上述讨论，在未确定偏心类型时，一般应考虑以下四种内力组合类型：虑以下四种内力组合类型： （1）+Mmax及相应的N、V （2）-Mmax及相应的N、V （3） Nmax及相应的M、V （4） Nmin及相应的M、V 设计经验表明，按上述四种模式确定的最不利内力组合，一般能保证结构的安全。 12.3.4 排架内力组合排架内力组合v4、内力组合注意事项、内力组合注意事项 （1）每次组合，只能以一种内力）每次组合，只能以一种内力+Mmax 、 -Mmax 、 Nmax或或Nmin为目标为目标,决定活荷载的取舍，并按这些

24、荷载求得相应的其决定活荷载的取舍，并按这些荷载求得相应的其余两种内力。余两种内力。 （2）恒载产生的内力在任一种组合中，都必须考虑。）恒载产生的内力在任一种组合中，都必须考虑。 （3）风荷载有左风与右风两种情况，但对一种组合只能取二）风荷载有左风与右风两种情况，但对一种组合只能取二者之一。者之一。（4）吊车竖向荷载有）吊车竖向荷载有Dmax和和Dmin，组合时也只能取二者之一。，组合时也只能取二者之一。（5）吊车水平荷载）吊车水平荷载Tmax有左右两个方向，组合时取二者之有左右两个方向，组合时取二者之一。一。 （6）在同一跨内，）在同一跨内， Dmax和和Dmin与与Tmax不一定同时发生，故

25、在不一定同时发生，故在组合中有组合中有Dmax或或Dmin时，不一定要有时，不一定要有Tmax 。但在组合中有。但在组合中有Tmax时，则必有时，则必有Dmax或或Dmin，因为吊车水平荷载不可能脱离，因为吊车水平荷载不可能脱离其竖向荷载而单独存在。其竖向荷载而单独存在。12.3.4 排架内力组合排架内力组合v 4、内力组合注意事项、内力组合注意事项 （7）在每一种组合中，）在每一种组合中，M、N、V都是相对应的，即是在相同荷载作用都是相对应的，即是在相同荷载作用下产生的。此外，在组合下产生的。此外，在组合Nmax或或Nmin时，对于时，对于N = 0的内力，虽然将其的内力，虽然将其组合并不改

26、变组合并不改变N值，但只要增大了值，但只要增大了M，也是截面的不利组合。，也是截面的不利组合。 （8）对于有多台吊车的厂房）对于有多台吊车的厂房,荷载规范荷载规范规定：吊车竖向荷载，对单规定：吊车竖向荷载，对单跨厂房，最多只考虑跨厂房，最多只考虑2台吊车；多跨厂房最多考虑台吊车；多跨厂房最多考虑4台。吊车水平荷载，台。吊车水平荷载，无论单跨或多跨厂房，最多只考虑无论单跨或多跨厂房，最多只考虑2台。同时又规定：多台吊车引起的台。同时又规定：多台吊车引起的内力参与组合时，对其内力要按表中规定进行折减。内力参与组合时，对其内力要按表中规定进行折减。 12.3.4 排架内力组合排架内力组合吊车数（台）

27、工作制（级）折减系数2中、轻 0.9重0.954中、轻0.8 重0.851.一等高排架如题图所示，A柱与C柱相同， 。A、B、C三柱上柱 ，全柱高H=13.2 m。排架承受集中荷载F=12.45 kN。试用剪力分配法求解排架柱的剪力。 2.题图所示两跨等高排架结构，在各种标准荷载作用下算得A柱-截面内力如表所示，吊车为中级工作制。试对此截面进行内力组合。1/u反映了柱子抵抗反映了柱子抵抗侧移的能力侧移的能力,故称故称1/u为柱子的为柱子的抗侧刚抗侧刚度。度。12.4 柱网的选择柱网的选择柱网柱网-厂房柱子在平面上排列所形成的网格。柱子纵向定位轴线间的距离为跨度，决定了屋架的尺寸；横向定位轴线间

28、的距离为柱距，决定了吊车梁、屋面板的跨度尺寸。（一）选择柱网的原则（一）选择柱网的原则1.满足生产工艺提出的要求；2.符合厂房建筑模数协调准则的规定；3.全面协调跨度和柱距，尽量使柱网统一，使建筑平面合理；4.扩大柱网，提高厂房的通用性和经济合理性。（二）厂房跨度的确定（二）厂房跨度的确定1.满足工艺要求满足工艺要求2.符合模数协调标准符合模数协调标准跨度须满足厂房建筑模数协调标准的相关规定。当跨度小于18m时，按3m的倍数增加，即9m、12m、15m、18m；当跨度大于18m时，按6m的倍数增加，即24m、30m、36m。3.经济合理经济合理（三）柱距的确定（三）柱距的确定6m柱距是一般采用

29、的基本柱距，在实际工程中应用较广，经济效果较好，但6m柱距不便布置设备，厂房的通用性也较差。1.托架承重方案托架承重方案托架承重方案也称局部抽柱法。托架梁托架梁2.不带托架承重方案不带托架承重方案不带托架承重方案的柱距一般为12m，与其配套的为12m系列构件，这种方案的柱网尺寸较大，结构形式简单，工业化水平较高，有较强的通用性和灵活性。三、单层厂房高度的确定三、单层厂房高度的确定（一）厂房高度与模数（一）厂房高度与模数单层厂房的高度单层厂房的高度-由室内地面到屋顶承重结构下表面的距离。如果屋顶承重结构是倾斜的，则厂房高度是由室内地面到屋顶承重结构的最低点。1.无吊车厂房无吊车厂房无吊车厂房地柱

30、顶标高由最大生产设备的高度和安装、检修设备时所需的高度确定，同时还应满足采光和通风等要求。2.有吊车厂房有吊车厂房有吊车厂房地高度受吊车类型、吊车布置方式等因素的影响，应考虑生产设备的最大高度、被吊物体的最大高度等参数。（二）柱顶标高的确定（二）柱顶标高的确定有吊车厂房的柱顶标高：有吊车厂房的柱顶标高： 其中轨顶标高：其中轨顶标高： 式中： 生产设备，室内分隔墙或检修时需要的高度； 吊车运行时安全超越高度，一般为400500； 被吊物件的最大高度； 吊钩吊运工件的绳索最小高度，根据加工件的大小确定； 吊钩至轨顶面的最小距离； 吊车轨顶至小车顶面的净空尺寸； 屋架下弦至吊车小车顶面之间的安全间隙

31、。543211hhhhhH761hhHH1h2h3h4h5h5h6h7h（三）厂房内部空间的利用（三）厂房内部空间的利用厂房高度对工程造价有直接的影响，充分利用厂房内部空间，降低厂方高度，可以有效地降低造价。四、单层厂房的采光与通风四、单层厂房的采光与通风（一）天然采光（一）天然采光1.侧面采光 侧面采光分单侧采光和双侧采光。2.上部采光3.混合采光1.热压通风热压通风2.风压通风风压通风（二）自然通风（二）自然通风3.冷加工车间的自然通风冷加工车间的自然通风合理布置侧向进出风口位置，选择通风有效地进排风口形式与构造，合理组织气流路径，形成穿堂风。4.热车间的通风热车间的通风五、单层厂房的剖面

32、形式五、单层厂房的剖面形式第五节第五节 定位轴线的标定定位轴线的标定平行于厂房长平行于厂房长度方向的定位度方向的定位轴线，为轴线，为纵向纵向定位轴线定位轴线垂直于厂房垂直于厂房长度方向的长度方向的定位轴线，定位轴线，为为横向定位横向定位轴线轴线厂房定位轴线是确定厂房主要承重构件位置的基准线，同时也是施工放线、设备安装定位的依据。标志定位轴线时，应满足生产工艺的要求并注意减少构件的类型和规格，扩大构件预制装配化程度及在不同结构类型厂房中的通用互换性，提高厂房建筑的工业化水平。一、横向定位轴线一、横向定位轴线横向定位轴线主要用来标定屋面板、吊车梁、外墙板、纵向支承等纵向构件的标尺寸长度。（一）中间

33、柱与横向定位轴线的联系一）中间柱与横向定位轴线的联系厂房中间柱的横向定位轴线一般与中柱的中心线和屋架中心线重合。1.山墙为砌体承重墙山墙为砌体承重墙当山墙为砌体承重墙时，横向定位轴线可设在墙体中心线或距墙体内缘为墙材块体半块长或半块长倍数的位置上。（二）山墙与横向定位轴线的联系（二）山墙与横向定位轴线的联系2.山墙为非承重墙山墙为非承重墙 当山墙为非承重墙时，山墙处的横向定位轴线一般与墙体内缘重合，端部柱的中心线向内移600。保证山墙抗风柱能通至屋架上弦，使抗风柱与屋架正常连接，将山墙的水平风荷载传至屋面和排架柱。3.横向变形缝处柱与横向定位轴线的横向变形缝处柱与横向定位轴线的联系联系变形缝处

34、柱子中心线自定位轴线各向两侧移600。这种定位轴线的标定方法，可以保证屋面板、吊车梁等纵向联系构件的标志尺寸规格不变，有利于构件尺寸规格的统一，简化接缝处的构造做法。但屋面板、吊车梁、墙板等构件在横向变形缝处会出现局部的悬挑。二、纵向定位轴线二、纵向定位轴线（一）外墙、边柱与纵向定位轴线的联系（一）外墙、边柱与纵向定位轴线的联系在有吊车的厂房中：为使吊车与结构规格相协调，有如下关系 式中： 纵向定位轴线间的距离，即厂房跨度； 吊车跨度，即吊车轮距； 纵向定位轴线至吊车轨道中心线的距离，一般取750；当吊车起重量大于50t或有构造要求时，取1000；eLLK2LKLe对普通起重吊车，为保证吊车的

35、安全运行，应有式中： 吊车的端部尺寸； 厂房柱上柱截面高度； 为保证吊车安全运行的安全空隙，其大小根据吊车起重量和安全要求确定。KhBe)(BhK1.封闭式结合封闭式结合 封闭式结合的纵向定位轴线与柱外缘和墙内缘重合，屋架和屋面板紧靠外墙内缘。封闭式结合适用于无吊车或只有悬挂式吊车及吊车起重量小于20t、柱距为6m的厂房。2.非封闭式结合非封闭式结合 非封闭式结合的纵向定位轴线与柱子外缘有一个距离，并使屋面板与墙内缘也有一定的空隙。距离 称为联系尺寸，应符合3M扩大模数，可以用来调整吊车安全空隙，保证吊车的安全运行。 在非封闭式结合中：屋面板与墙体内缘的空隙在非封闭式结合中：屋面板与墙体内缘的

36、空隙应做处理。应做处理。空隙空隙空隙空隙空隙空隙（1）无变形缝等高跨中柱）无变形缝等高跨中柱 等高跨的中柱，其上柱中心线应与纵向定位轴线相重合。 若由于吊车起重量或构造等要求需设插入距时，一般采用单柱双定为轴线的标定方法（二）中柱与纵向定位轴线的联系（二）中柱与纵向定位轴线的联系1.等高跨中柱等高跨中柱（2）设变形缝等高跨中柱）设变形缝等高跨中柱 单柱纵向变形缝双柱纵向变形缝（1）无变形缝不等高跨中柱）无变形缝不等高跨中柱当吊车起重量小于20t时，高跨上柱外缘和封墙内缘应与纵向定位轴线相重合。当吊车起重量较大时，为保证吊车的安全运行，需增加联系尺寸 。当高低跨两屋架端部之间设置有厚度为 的封墙

37、或既有封墙又有联系尺寸时 。caicaatt2.不等高跨中柱不等高跨中柱（2）有变形缝不等高跨中柱）有变形缝不等高跨中柱当两跨厂房内吊车起重量相差较大或不等高跨高差当两跨厂房内吊车起重量相差较大或不等高跨高差较大或变形缝宽度较大时，应考虑在不等高跨处采用较大或变形缝宽度较大时，应考虑在不等高跨处采用双柱方案。双柱方案。（三）纵横跨相交处定位（三）纵横跨相交处定位轴线轴线 有纵横跨相交的厂房，一般在交接处设置变形缝，两侧结构实际是各自独立的体系。 纵横跨应有各自的柱列和定位轴线，各柱的定位轴线按前述各原则标定。12.5 12.5 柱下独立基础柱下独立基础12.5.112.5.1概述概述1.1.基

38、础设计满足的条件：基础设计满足的条件：地基具有足够的地基具有足够的稳定性稳定性： 地基不发生过大变形及足够的承载能力。地基不发生过大变形及足够的承载能力。基础具有足够的基础具有足够的强度、刚度和耐久性强度、刚度和耐久性： 基础本身不发生冲切、受弯和剪切破坏。基础本身不发生冲切、受弯和剪切破坏。2.2.基础设计满足的条件：基础设计满足的条件：上部承重结构（柱、墙）传来的作用力上部承重结构（柱、墙）传来的作用力（MM、V V、N N) ) ; ;地基土层的性质及承载力地基土层的性质及承载力（f fa a) ) ; ;3.3.基础设计的内容：基础设计的内容：基础的形式：基础的形式：刚性基础刚性基础v

39、svs柔性基础柔性基础刚性基础：刚性基础：砖、毛石、素混凝土、片石混凝土等基础砖、毛石、素混凝土、片石混凝土等基础柔性基础：柔性基础：钢筋混凝土基础钢筋混凝土基础埋置深度：埋置深度：浅基础（浅基础（d dL且且d 5m) vsvs深基础（深基础（d 5m）浅基础：浅基础：单独基础、条形基础、十字交叉基础、箱基、筏形等单独基础、条形基础、十字交叉基础、箱基、筏形等深基础：深基础：桩基础、沉井基础、地下连续墙等桩基础、沉井基础、地下连续墙等基础底面尺寸：基础底面尺寸：b b、L基础高度：基础高度：h h底板的配筋计算：底板的配筋计算：纵向纵向A As1s1横向横向As2选型及埋深等详见选型及埋深等

40、详见地基基础等教程地基基础等教程4.4.柱下独立基础的形式：柱下独立基础的形式：n按按受力性能受力性能来分来分轴心受压轴心受压基础基础偏心受压偏心受压基础基础n按按施工方法施工方法来分来分预制预制柱基础柱基础现浇现浇柱基础柱基础n按按截面形式截面形式来分来分锥形锥形基础基础阶梯形阶梯形基础基础桩基桩基12.5.2 12.5.2 柱下扩展基础的设计柱下扩展基础的设计u柱下扩展基础的典型破坏形态柱下扩展基础的典型破坏形态u设计内容：设计内容：按按地基承载力地基承载力确定基础确定基础底面尺寸底面尺寸 防止防止(a)沉降过大沉降过大;按按抗冲切承载力验算抗冲切承载力验算确定基础确定基础的高度的高度 防

41、止防止(b)冲切破坏冲切破坏;按按基础受弯承载力基础受弯承载力计算计算基础基础底板钢筋底板钢筋 防止防止(c)弯曲破坏。弯曲破坏。地基的设计地基的设计基础本身的设计基础本身的设计1.确定基础底面尺寸确定基础底面尺寸假定：假定：u基础本身绝对刚度；基础本身绝对刚度；u地基土反力为线性分布。地基土反力为线性分布。（1 1）轴心受压柱下基础的底面尺寸轴心受压柱下基础的底面尺寸 ： 基础底面的压力为均匀分布，设计时应基础底面的压力为均匀分布，设计时应满足：满足：kkkaNGpfA0ka0NAfd 若基础的埋置深度为若基础的埋置深度为d d，基础及其上填土的平均重度为，基础及其上填土的平均重度为 , ,

42、则则 ，可得基础底面面积为：，可得基础底面面积为： k0GdA方形基础方形基础ALbwhy（2 2）偏心受压柱下基础的底面尺寸偏心受压柱下基础的底面尺寸 ： 偏心受压基础压力分偏心受压基础压力分布布基础底面边缘的压力可按下式计算：基础底面边缘的压力可按下式计算：k,maxbkbkk,minpNMpAWbkkkwkNNGNbkkwkwkMMV hNe取取 ，并将，并将 代入，可将基础底面边缘的压力值为：代入，可将基础底面边缘的压力值为：0bkbk/eMN2/6Wlbk,maxbk0k,min61pNeplbb在偏心荷载作用下，基础底面的压力值应符合下式要求：在偏心荷载作用下，基础底面的压力值应符

43、合下式要求：k,maxa1.2pfk,maxk,mina2pppf偏心受压柱下基础的底面尺寸偏心受压柱下基础的底面尺寸试算法试算法的流程的流程2. 2. 确定基础高度确定基础高度 独立基础的高度独立基础的高度应根据柱与基础交接处以及基础变阶处应根据柱与基础交接处以及基础变阶处混凝土的混凝土的受冲切承载力受冲切承载力计算计算确定。确定。基础冲切破坏示意图基础冲切破坏示意图u基础底板的荷载基础底板的荷载u作用于基础底板上的荷载有：作用于基础底板上的荷载有：u由柱传来的由柱传来的MM、N N和和V V；u基础与填土自重基础与填土自重GG；u基础底板上产生的向上的线性反力基础底板上产生的向上的线性反力P Pmaxmax 和和Pmin。u净反力：净反力： 冲切破坏仅由柱传来的集中荷载冲切破坏仅由柱传来的集中荷载M、N和和V产生，将此部分反力称为净反力产生，将此部分反力称为净反力Pn,max