第13章单层厂房1ppt课件

1、第12章楼盖第13章单层厂房12章楼盖 13.1 单层厂房的结构型式、结构组成和结构布置1一.厂房的结构型式单层厂房按结构材料分类 1.混合结构：砖柱+钢筋混凝土屋架或木屋架或轻钢结构屋架，用于 小型厂房；2.钢筋混凝土结构：钢筋混凝土柱+钢屋架；用于大型厂房；3.全钢结构：钢结构柱+钢屋架；大中型厂房。单层厂房按结构形式分类1.排架结构：柱与屋架铰接、柱与基础刚接，有单跨、多跨、等高 和不等高等情况；（见图13-1概述12.1 概述第12章楼盖 12.1 概述2.刚架结构：柱与横梁刚接、柱与基础铰接，有三铰刚架静定） 和两铰刚架超静定）。（见图13-3）本章重点：装配式钢筋混凝土排架结构单层

2、厂房的主要设计问题， 其余类型的厂房，原理相同或相似。二.单层厂房的结构组成与传力路线1.结构组成见图13-4）（1屋盖结构A.组成：屋面板+屋架或屋面梁+天窗架+托架B.分类：无檩屋盖屋面板直接支承在屋架上），用于大中型厂房；见附图 有檩屋盖屋面板支承在檩条上，檩条支承在屋架上）， 用于小型厂房。C.作用：承担自重、屋面风荷载、雪荷载、积灰荷载及施工荷载 （维修人员和小型工具并传递给柱。（2横向排架见附图）A.组成：横梁屋架或屋面梁）+横向柱+根底B.作用：承受竖向荷载和横向荷载风载与吊车横向水平刹车力）（3纵向排架见图13-5）A.组成：纵向柱列+连系梁+吊车梁+柱间支承+根底B.作用：承

3、受竖向荷载和纵向荷载风载与吊车纵向水平刹车力）（4吊车梁见附图）A.支承在牛腿上B.承受吊车竖向荷载和水平刹车力（5支撑见附图）A.分类：屋盖支撑和柱间支承B.作用：屋盖支撑水平连接各榀屋架、柱间支承连接相邻柱，构成 空间结构，增强厂房空间刚度。（6根底见附图）A.分类：现浇柱的柱下基础；预制柱的柱下基础B.作用：承受柱及柱传来的荷载和基础梁传来的荷载（7维护结构见图13-4）A.组成：墙体、连系梁、抗风柱、基础梁等B.作用：形成完整的厂房、增加空间刚度2.传力路线见图13-6）三.单层厂房的结构布置1.柱网布置布置目的：确定定位轴线，形成柱网，即柱网布置。布置原则：（见附图）（1纵轴线布置在

4、柱外边缘，横轴线布置在柱的中心线；（2柱距和跨度应符合模数要求；柱距一般为3米、6米、9米和12米；跨度一般为12米、15米、18米、21米和24米预应力屋架）；（3符合使用要求且考虑扩建等问题。2.变形缝（1类型：伸缩缝减少温度应力）、沉降缝减少不均匀沉降 产生的应力和防震缝减少地震应力）（2布置方法A.伸缩缝：当纵向尺寸较大时，沿建筑物纵向从基础顶面开始将上 部结构分开如图13- 8），伸缩缝的间距可查规范；B.沉降缝：当建筑物相邻部分高度相差较大时10米以上）、两跨 间吊车额定起重量相差交大时、相邻建筑物地基承载力 相差较大时，应布置沉降缝，将相邻建筑物从基础到顶 部完全分开；C.防震缝

5、：当建筑物相邻部位刚度相差较大时，应在交界处设置。3.单层厂房的支撑支撑的作用：提高厂房的空间整体刚度；支撑的细部：参见标准图集或规范支撑的分类：屋盖程度支撑和柱间纵向支撑；（1屋盖支撑：将各榀屋架在水平方向连系起来，各种类型见图 13-9、图13-10、图13-11、图13-12、图13-13、图 13-14、图13-15和图13-16；（2柱间支撑：将各榀排架柱沿厂房纵向连系起来，传递荷载纵 向水平至基础，各种类型见图13-17、图13-18和图 13-19；4.抗风柱、圈梁、连系梁、过梁和基础梁的功能和布置原则（1抗风柱见附图）布置位置：山墙上具体构造见图13-20）主要作用：将作用在山

6、墙上的纵向风荷载传递给柱和基础。（2圈梁、连系梁、过梁和基础梁A.圈梁：布置于墙体内，用于增强房屋的整体刚度，如下图；B.连系梁：用于增强厂房的纵向刚度，布置位置如图；圈梁连系梁（外）牛腿柱柱纵向受力钢筋拉筋墙体C.过梁：布置在墙体洞口上，支撑其上部墙体荷载；D.基础梁：布置在基础顶面，支撑其上部墙体荷载，见图13-22。 连系梁、过梁及基础梁均可直接选用标准图集。13.2 排架计算 单层厂房排架结构为空间结构，可视为横向平面排架与纵向平面排架的组合，如附图所示。 由于纵向排架柱较多、抗侧刚度较大、每根柱子受力不大，所以一般情况下不须计算，仅在考虑抗震和温度应力时加以验算。 主要荷载由横向排架

7、承担，所以重点讨论其计算方法。 横向排架的计算内容为：确定计算简图、荷载计算、控制截面内力计算和组合，配筋根据偏心受力构件计算。一.计算简图见附图）1.排架计算简图的基本假定（1柱下端固接于基础顶面，上端与屋架或屋面梁铰接；（2屋面梁或屋架无轴向变形，即轴向刚度无限大的杆；2.排架几何尺寸（1柱总高H=柱顶标高+基底标高的绝对值-基础高度；（2上柱高度 =柱顶标高-轨顶标高+轨道高度+吊车梁高度；（3其余几何参数见以上附图二.荷载计算 作用在排架结构上的荷载主要有恒载和活载见图13-24），下面分别介绍各种荷载的计算原理及方法。uH1.恒载主要为结构构件自重）（1屋盖结构自重传来的荷载 ，其大

8、小可根据标准图集或生产 厂家的说明书查得，其作用位置见附图；（2上柱自重 ，其大小可根据截面尺寸、钢筋混凝土容重及上 柱高度计算，其作用位置见附图；（3下柱自重 ，其大小可根据截面尺寸、钢筋混凝土容重及下 柱高度含牛腿，近似计算，其作用位置见附图；（4吊车梁和轨道零件自重 ，其大小可根据标准图集或生产 厂家的说明书查得，其作用位置见附图；（5支承在柱外牛腿上的维护墙自重 ，其大小可根据墙体截面 尺寸、容重及高度计算，其作用位置见附图；1F2F3F4F5F2.屋面活荷载 屋面活荷载包括屋面均布活荷载、雪荷载和积灰荷载，其大小面分布可直接查荷载规范，然后按屋面水平投影面积计算合力；规范中均为标准值

9、，荷载分项系数均取1.4； 的作用点同 ，附图。（1屋面均布活荷载 按屋面是否上人及相应施工荷载查荷载规范；（2雪荷载 按公式13-1计算，式中符号见相应说明；（3屋面积灰荷载 按厂房类型查荷载规范；（4屋面活荷载组合原则： Qs1Q2Q3Q321QQQQ),max(Q1F3.吊车荷载 主要考虑四轮吊车； 吊车分级：A.轻级工作制），使用较少；B.中级工作制）， 使用较多；C.重级或特重级工作制），使用时满载 且十分频繁。 吊车荷载：竖向荷载自重+起吊重量） 水平荷载水平刹车力，分横向和纵向）（1作用在排架柱上的吊车竖向荷载设计值 小车开到极限位置时轮子受到的压力轮压），由附图根据平衡条件得：

10、 minmax,DDK3K2K1kkGGGpp2,min,max,)( 由上式即可推出公式13-2），各符号见书上说明。 作用在排架柱上的吊车竖向荷载设计值 即为吊车梁的反力，该反力可由结构力学影响线方法见附图求得如下式： 考虑多台吊车同时作用的情况较少，引入折减系数见表13-3后，得： 相应的设计值为：minmax,DDikkypDmax,max,ikkypDmin,min,ikkypDmax,max,ikkypDmin,min,kQDDmax,maxkQDDmin,min讨论：A. 作用于左柱时， 一定同时作用于右柱； 作用于右柱时， 一定同时作用于左柱； 上述两种情况应在求内力时分别考虑

11、； B. 和 不可能同时作用于同一侧柱；（2作用在排架柱上的吊车水平荷载设计值有两类：纵向水平刹车力，大车刹车时产生，由纵向排架承担； 横向水平刹车力，小车刹车时产生，由横向排架承担，是 讨论重点。横向水平刹车力作用点：通过吊车梁顶面传给柱；（见附图）每个轮子受到的刹车力：根据试验由公式13-6计算； 根据影响线原理见附图求得公式13-7或13-8）。maxDminDmaxDminDminDmaxDmaxTmaxT讨论：A. 有分别向左刹车和向右刹车两种情况； B.不可能出现同时向左和向右刹车的情况； C.在荷载组合时，有 时，可能有或没有 ； 没有 时，一定没有 。4.风荷载（1基本计算方法

12、见公式13-9及其说明；（2作用在单层厂房排架结构上的风荷载计算 以左风即风自左向右吹为例加以说明。将风的作用分成三部分，即上柱顶以上部分； 上柱顶以下迎风面部分； 上柱顶以下背风面部分。maxTminmaxDD或maxTminmaxDD或maxT 将上柱以上合力求得后，认为其通过上柱顶传给排架，如下图，具体计算见书上说明。三.排架内力计算方法 排架内力一般采用剪力分配法计算，现根据该法的原理介绍单层单跨排架的查表计算方法。风向上柱顶W1q2q 在前述荷载作用下，排架有两种情况，即柱顶无位移对称荷载下和柱顶有位移，现结合排架所承受的各种荷载分别讨论。1.柱顶无位移的情况 作用下的内力计算见附图

13、） A.由于结构和荷载对称，可取一半讨论，即 ； B. 将纵向力平移至上柱轴线得： ； C. 将纵向力平移至上柱轴线得： ； D.查P.536附图10-2得： ； E.查P.536附图10-2得： ； F.综合以上可得： ，(见附图）)(QF1)()(ba )()()(dcb)()()(fec)()(hd )()(gf )()()()(hgea 注意到图 仅产生轴力， 和 均为静定结构，所以很容易求得相应内力并作内力图。)(e)(g)(h柱距跨度横向排架无檩屋盖有檩屋盖屋面板檩条吊车梁牛腿柱抗风柱水平支撑（黄色）纵向支撑（红色）基础基础梁维护墙室外地平柱AAAABB12345计算单元HuH横向排架纵向排架牛腿顶部基础高度HuH00.ucIEucIElcIElcIE上柱顶标高基顶基底标高轨顶标高吊车梁高度轨道高度)(QF12F3F4F5Flhuhbb)(mm1502heu1mm150)(2h2heul0外牛腿厂房纵向厂房横向k3G,k1G,k2G,kpmax,kpmax,kpmin,大车小车吊车梁重物kpmax,kpmax,