单层工业厂房设计教学.ppt

1、单层工业厂房设计1 单层厂房的结构组成与布置2单层工业厂房的主要构件类型3 排架内力分析4 钢筋砼柱设计5 单层工业厂房抗震设计6 设计计算实例1dd1.1 单层工业厂房的结构种类按结构材料砌体混合结构（钢结构钢筋混凝土结构）（1 单层工业厂房结构组成与布置按结构形式排架结构（等高、不等高、锯齿形）刚架结构（两铰门架、三铰门架）钢混凝土混合结构2单厂设计1 组成与布置1 .1结构种类等高排架不等高排架锯齿型排架31.2 单层排架结构组成单厂设计1 组成与布置1 .1结构种类1 .2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）排架柱8）抗风柱9）基础10）连系梁11）基础

2、梁12）天窗架垂直支撑13）屋架下弦横向支撑14）屋架垂直支撑15）柱间支撑4一、柱网布置柱网是竖向承重构件纵横向定位轴线所形成的网格。柱网尺寸的确定实际上就是确定厂房的跨度和柱距跨度是柱子纵向定位轴线间的距离；柱距是相邻柱子横向定位轴线间的距离。 1.3 单层排架结构布置单厂设计1 组成与布置1 .1结构种类1 .2结构组成1 .3结构布置5二、厂房的剖面布置高度自室内地面至柱顶的高度应为300的倍数；自室内地面至牛腿的高度应为300的倍数；自室内地面至吊车轨道的标志高度应为600的倍数。净空要求屋架下弦与吊车架外轮廓线的距离 ；吊车架外缘与内缘的间距 轨道中心线与纵向轴线的距离单厂设计1

3、组成与布置1 .1结构种类1 .2结构组成1 .3结构布置净空6 通常情况下，纵向柱距的模数采用6m；跨度的模数采用3m（24m时）或采用6m(24时，确实需要时仍可按3m)。 经济要求：纵向柱距常对钢材用量和造价有较大的影响。如增加柱距，柱和基础的材料用量减少，而屋盖结构、吊车梁和墙架的材料用量增加，并往往需要增设托架和墙架柱。结构要求：柱网布置应尽量简单，避免在同一区段内设置纵横跨，尽量采用所有柱列的纵向柱距均为相等并符合模数的布置方式。 工艺要求：厂房的横向柱距（即跨度）和纵向柱距应满足生产工艺、使用和发展的要求；柱的位置应和厂房的地上设备、起重和运输通道、地下设备和设备基础、地下管道的

4、地坑等协调。7过去我国厂房，尤其是用大型屋面板的厂房，纵向柱距大多采用6m，少数大跨度厂房也采用912m的。对于某些跨度不大而生产布置需要更灵活的厂房、高度较大而吊车相对较轻的厂房，也常对全部柱或某些列内柱采用12m柱距，但屋架间距仍为6m，中间屋架由托架支承。 近年来，随着压型钢板等轻型屋面板的采用，屋盖结构重量大大减轻，相应的经济柱距显著增大，一些大型厂房已采用1224m柱距，收到较好的经济效果。8厂房端部为山墙时，为了支承墙重和墙面风荷载，通常应每隔一定间距（常用6m）设置抗风柱。为使抗风柱和横向框架横梁（屋架）的位置略为错开和抗风柱顶部连接的方便，常把该处横向框架（柱和屋架）自定位轴线

5、内移500mm。在此500mm 范围内，檩条、屋面板、吊车梁、墙架梁等纵向构件从相邻开间伸臂挑出，挑出长度略小于500mm，以便构成必要的变形缝隙。9墙、边柱与纵向定位轴线的关系：D柱距6米、无吊车或边柱外缘和墙内缘与轴线重合，称封闭结合。柱距6米、边柱外缘和墙内缘与轴线之间加联系尺寸D=125，称非封闭结合。柱距12米、或联系尺寸D=150、250、500。单厂设计1 组成与布置1 .1结构种类1 .2结构组成1 .3结构布置1011厂房横向定位轴线主要用来标定纵向构件的标志端部，如屋面板、吊车梁、连系梁、基础梁、墙板、纵向支撑等。 三 定位轴线3. 1 横向定位轴线12除了靠山墙的端部柱及

6、横向变形缝两侧的柱以外，一般中间柱的中心线与横向定位轴线相重合，且横向定位轴线通过柱基础、屋架中心线及各纵向连系构件的接缝中心。3.1.1 中间柱与横向定位轴线的定位13山墙为非承重墙时，墙内缘与横向定位轴线相重合，且端部柱的中心线应自定位轴线向内移600mm。3.1.2 山墙处横向定位轴线的定位14山墙为砌体承重时，墙内缘与横向定位轴线间的距离应按砌体块材类别分别为半块或半块的倍数或墙厚的一半，以保证伸入山墙内的屋面板与砌体之间有足够的搭接长度。15横向伸缩缝、防震缝处的柱应采用双柱及两条横向定位轴线。此定位方法，既保证了双柱间有一定的距离且有各自的基础杯口，以便于柱的安装，同时又保证了厂房

7、结构不致因设有伸缩缝或防震缝而改变屋面板、吊车梁等纵向构件的规格，施工简单。3.1.3 横向变形缝处柱与横向定位轴线的定位16纵向定位轴线主要用来标定厂房横向构件的标志端部，如屋架的标志尺寸以及大型屋面板的边缘。厂房纵向定位轴线应视其位置不同而具体确定。 3.2 纵向定位轴线17在有吊车的厂房中，为使吊车规格与厂房结构相协调，确定二者的关系如下：式中L厂房跨度，即纵向定位轴线间的距离； S吊车跨度，即吊车轨道中心线间的距离；e吊车轨道中心线至定位轴线间的距离。3.2.1 外墙、边柱与纵向定位轴线的定位18(1)封闭结合指纵向定位轴线与边柱外缘、外墙内缘三者相重合的定位方法(图(a)。这样确定的

8、轴线称为“封闭轴线”。(2)非封闭结合指纵向定位轴线与柱外缘、墙内缘不相重合，中间出现联系尺寸的定位方法(图(b)。 19当纵向定位轴线与柱子外缘间有联系尺寸时，屋架标志尺寸端部与柱子外缘、墙身内缘不能重合，屋面板边缘与墙体之间出现空隙，因此，屋顶上部空隙需作构造处理。处理方法一般有挑砖、加铺补充小板及结合檐沟构造处理三种方法。20当厂房采用承重墙结构时，承重外墙的墙内缘与纵向定位轴线间的距离宜为半块砌体的倍数，或使墙体的中心线与纵向定位轴线相重合，若为带壁柱的承重墙，其内缘与纵向定位轴线相重合，或与纵向定位轴线相间半块或半块砌体的倍数 21(1)等高跨中柱与纵向定位轴线的定位 无变形缝时的等

9、高跨中柱等高厂房的中柱宜设单柱和一条纵向定位轴线，柱的中心线宜与纵向定位轴线相重合(图(a) 。3.2.2 中柱与纵向定位轴线的定位等高厂房的中柱，由于相邻跨内的桥式吊车起重量在30t以上，厂房柱距较大或有其他构造要求时需设置插入距。中柱可采用单柱，并设两条纵向定位轴线(图(b) 。22设变形缝时的等高跨中柱当等高跨厂房设有纵向伸缩缝时，可采用单柱并设两条纵向定位轴线。23设变形缝时的等高跨中柱高跨厂房需设置纵向防震缝时，应采用双柱及两条纵向定位轴线。24（2）不等高跨中柱与纵向定位轴线的定位 无变形缝时的不等高跨中柱高跨采用封闭结合，且高跨封墙底面高于低跨屋面，宜采用一条纵向定位轴线，若封墙

10、底面低于低跨屋面，宜采用两条纵向定位轴线。(图(a)、(b)。当高跨采用非封闭结合，上柱外缘与纵向定位轴线不能重合，应采用两条纵向定位轴线。(图(c)、(d)。25有变形缝时的不等高跨中柱 不等高跨处采用单柱并设纵向伸缩缝时，应采用两条纵向定位轴线，并设插入距。 26有变形缝时的不等高跨中柱 当厂房不等高跨处需设置防震缝时，应采用双柱和两条纵向定位轴线的定位方法，柱与纵向定位轴线的定位规定与边柱相同。27纵横跨交接处一般设有变形缝，使两侧结构各自独立，所以纵横跨分别有各自的柱列和定位轴线，可按各自的柱列和定位轴线关系，遵循各自原则定位。 (1)当山墙比侧墙低，且长度等于或小于侧墙时，采用双柱单

11、墙处理，墙体属于横跨。 (2)当山墙比侧墙短而高时，应采用双柱双墙(至少在低跨柱顶及其以上部分用双墙)，并设置伸缩缝或防震缝。 3.3 纵横跨相交处定位轴线2829四、变形缝设置伸缩缝横向伸缩缝一般采用双柱；纵向伸缩缝一般采用单柱。沉降缝一般不设。下列情况之一设：相邻部位高差很大； 相邻跨吊车起重量悬殊；下卧土层有很大变化；各部分施工时间相差很长。抗震缝当厂房平、立面布置复杂或结构高度、刚度相差很大时设置。单厂设计1 组成与布置1 .1结构种类1 .2结构组成1 .3结构布置30变形缝的布置变形缝31如果厂房的长度或宽度，在温度变化时，纵向或横向框架的上部结构将发生较大的伸缩变形，而基础以下仍

12、固定于原来位置。这种变形将使柱、墙等构件内部产生很大的内力，严重的可使其断裂或破坏。因此，需要用伸缩缝将厂房结构分成几个温度区段，以减少每个区段的伸缩量。1.伸缩缝32从基础顶面或地面开始，将相邻区段上部结构的构件完全分开（基础可不分开）。上部结构采用双柱做法。 根据气温差和结构的具体情况，缝宽净距取3060mm 。这种做法是在横向伸缩缝处，设置双榀横向平面框架；在纵向伸缩缝处，设置双榀纵向平面框架。后者的双榀纵列柱和框架费钢较多且接缝很长，故规划时应尽量避免纵向伸缩缝。伸缩缝做法：33 横向伸缩缝：增加相邻两榀平面框架的中距c一般采用1 2m（以保证该处相邻两框架柱的柱脚间有必要缝隙50mm

13、）。 对有很大起重量吊车的厂房，有时需放大至1.52m，大型平炉车间中甚至需达3m，在此2（c/2）范围内，檩条、屋面板、吊车梁、墙架梁等所有纵向构件都从两侧相邻开间伸臂挑出，每侧挑出长度略小于c/2，从而使两侧挑出构件端部间构成必要的伸缩缝隙。 34 一般情况下取横向伸缩缝的中线与厂房的横向定位轴线相重合，而相邻横向框架的中线各向两侧移进c/2。 少数情况下，由于设备布置确实不容许在伸缩缝处缩小柱距，则可保持横向框架的原有中距，而c作为一个额外的插入距。35横向伸缩缝处柱的布置36 纵向伸缩缝：变形缝的布置采用双榀纵列柱框架时，两排纵列柱轴线间应根据伸缩缝的需要，留出必要的插入距c1。37适

14、用轻屋面和吊车起重量不是很大的情况。对于横向伸缩缝：缝一侧的檩条、吊车梁、墙架梁等全部纵向构件与柱都采用长圆螺栓孔或辊轴连接的方法，使缝两侧结构能纵向自由变形，互不约束。对于纵向伸缩缝处：缝一侧的屋架与柱采用辊轴、长圆螺栓孔或钢板铰等连接方法，使缝两侧结构能横向变形互不约束。单排柱的做法。38地震区的伸缩缝尚应符合防震缝的要求。当厂房的平、立面布置复杂时需设防震缝。由高度或刚度相差很大的部分组成时需设防震缝。 2. 防震缝39和伸缩缝相似，互相兼任，但防震缝必须做成地面以上两侧构件完全分开，缝宽和构造符合防震要求（保证缝两侧构件在地震振动时不会相互碰撞）。防震缝宽度按厂房和地震设计烈度等情况确定，一般单层厂房取5090mm，纵横跨交接处取100150mm。防震缝的做法40沉降缝用于厂房相邻部分的高度、荷载、吊车起重量或基础体系相差很大，或地基条件有严重差异等情况，以防止结构或屋面、墙面等在过大的基础不均匀沉降下发生裂缝或破坏。3. 沉降缝41一般是把两侧的结构包括基础全部分开，使各自可以独立地自由沉降。沉降缝的做法也应符合伸缩缝和防震缝的要求，兼起这两种缝的作用。例如厂房中，左方横向跨的高度、跨度或吊车起重量常显著较大，则可用沉降缝和右方纵向