单层工业厂房结构2

第11章单层厂房结构

单层厂房结构类型和结构体系结构组成和荷载传递排架计算内力组合和排架柱设计柱下独立基础11.1单层厂房结构类型和结构体系k单层厂房依据其跨度、高度和吊车起重量等因素可采用混合结构、混凝土结构或钢结构。一、结构类型k混合结构：无吊车或吊车吨位不超过5t，跨度在15m以内，柱顶标高不超过8m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屋架组成的混合结构；钢结构：厂房内有重型吊车（如吊车起重量大于150t）、跨度大于36m或有特殊工艺要求的大型厂房，可采用全钢结构或由钢筋混凝土柱与钢屋架组成的结构。除上述情况以外的单层工业厂房，一般采用混凝土结构。而且除特殊情况外，一般均采用装配式钢筋混凝土结构。k装配式钢筋混凝土排架结构是单层工业厂房最广泛的一种结构形式，它由屋架或屋面梁、柱和基础所组成。柱顶与屋架为铰接，柱底与基础顶面为固接。分等高、不等高；单跨或多跨等多种形式。二、结构体系

排架结构和刚架结构k

图1.3.2图1.3.3腾15-3k钢筋混凝土结构的跨度可超过30m，高度可达20~30m或更大，吊车吨位可达150t甚至更大。

门架的缺点：

（1）刚度较差，承载后会产生跨变，梁柱的转角处易产生早期裂缝。

（2）翻身、吊装和对中就位均比较麻烦，其应用受到一定限制。k门架的优点：梁柱合一，构件种类少，制作简单，结构轻巧，当厂房的跨度和高度均较小时其经济指标优于排架结构。k门架结构一般适用于屋盖较轻的无吊车或吊车吨位不超过10t，跨度不超过18m，檐口高度不超过10m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。

由屋盖结构，纵、横向平面排架及

围护结构组成。k12.2结构组成和布置一、结构组成k1、屋盖盖结结构构：由由排排架架柱柱顶顶以以上上部部分分各各构构件件（（包包括括屋屋面面板板、、天天窗窗架架、、屋屋架架、、托托架架等等））所所组组成成。。作用用：主主要要是是围围护护和和承承重重（（承承受受屋屋盖盖结结构构的的自自重重、、屋屋面面活活载载、、雪雪载载和和其其它它的的荷荷载载，，并并将将这这些些荷荷载载传传给给排排架架柱柱）），，以以及及采采光光和和通通风风。。k屋盖盖类类型型：：无无檩檩体体系系、、有有檩檩体体系系屋盖盖类类型型：：无无檩檩体体系系、、有有檩檩体体系系无檩檩体体系系：由由大大型型屋屋面面板板、、屋屋架架或或屋屋面面梁梁及及屋屋盖盖支支承承系系统统所所组组成成，，有有时时还还包包括括天天窗窗架架和和托托架架等等构构件件。。特点点：：屋屋面面刚刚度度大大、、整整体体性性好好、、构构件件数数量量和和种种类类较较少少、、施施工工速速度度快快，，是是单单层层厂厂房房中中应应用用较较广广泛泛的的一一种种屋屋盖盖形形式式。。k屋盖盖类类型型：：无无檩檩体体系系、、有有檩檩体体系系有檩檩体体系系：由由小小型型屋屋面面板板、、檩檩条条、、屋屋架架及及屋屋盖盖支支承承所所组组成成。。特点点：：这这种种屋屋盖盖的的构构造造和和荷荷载载传传递递都都比比较较复复杂杂，，整整体体性性和和刚刚度度也也较较差差，，适适用用于于一一般般中中、、小小型型厂厂房房。。kk２、、纵、、横横向向平平面面排排架架：横向向平平面面排排架架由横横梁梁（（屋屋架架或或屋屋面面梁梁））和和横横向向柱柱列列（（包包括括基基础础））所所组组成成，，是是厂厂房房的的基基本本承承重重结结构构。。作用用：将将厂厂房房中中的的竖竖向向荷荷载载（（包包括括结结构构自自重重、、屋屋面面活活载载、、雪雪载载和和吊吊车车竖竖向向荷荷载载等等））及及横横向向水水平平荷荷载载（（包包括括风风载载、、吊吊车车横横向向制制动动力力、、横横向向水水平平地地震震作作用用等等））传传给给基基础础和和地地基基。。k纵向向平平面面排排架架：由由连连系系梁梁、、吊吊车车梁梁、、纵纵向向柱柱列列（（包包括括基基础础））和和柱柱间间支支撑撑等等组组成成。。作用用：保保证证厂厂房房结结构构的的纵纵向向稳稳定定性性和和刚刚度度，，承承受受吊吊车车纵纵向向水水平平荷荷载载、、纵纵向向水水平平地地震震作作用用、、温温度度应应力力以以及及作作用用在在山山墙墙及及天天窗窗架架端端壁壁并并通通过过屋屋盖盖结结构构传传来来的的纵纵向向风风荷荷载载等等。。k３、、围围护护结结构构包括括纵纵墙墙、、横横墙墙（（山山墙墙））、、抗抗风风柱柱、、连连系系梁梁、、基基础础梁梁等等构构件件。。这这些些构构件件所所承承受受的的荷荷载载主主要要是是墙墙体体和和构构件件的的自自重重以以作作用用在在墙墙面面上上的的风风荷荷载载。。k二、、荷荷载载传传递递竖向向荷荷载载k横向向水水平平荷荷载载k纵向向水水平平荷荷载载单层层厂厂房房中中的的横向向排排架架是主主要要承承重重结结构构！！屋架架、、吊吊车车梁梁、、排排架架柱柱和和基基础础是主主要要承承重重构构件件！！k包括括平平面面布布置置、、支支撑撑布布置置及及围围护护结结构构布布置置三、、结结构构布布置置1、厂厂房房平平面面布布置置（1）柱网布布置：厂厂房承重重柱的纵纵向和横横向定位位轴线所所形成的的网格，，称为柱柱网。柱柱网布置置就是确确定纵向向定位轴轴线之间间（跨度度）和横横向定位位轴线（（柱距））的尺寸寸。布置原则则：首先先应满足足生产工工艺及作作用要求求，在此此前提下下力求建建筑平面面和结构构方案经经济合理理。另外外，还应应遵守厂厂房建筑筑统一化化基本规规则的规规定，为为厂房设设计标准准化、生生产工厂厂化和施施工机械械化创造造条件。。k（2）变形缝缝：常设温度度缝、抗抗震缝及及沉降缝缝2、支撑布布置为了保证证厂房在在施工和和使用过过程中的的可靠性性，需设设置各种种支撑。。（1）屋盖支支撑（2）柱间支支撑包括上、、下弦横横向水平平支撑、、纵向水水平支撑撑、垂直直支撑与与纵向水水平系杆杆、天窗窗架支撑撑等。（1）屋盖支支撑是沿厂房房跨度方方向用交交叉角钢钢、直腹腹杆和屋屋架上弦弦杆共同同构成的的水平桁桁架。作用：保证屋屋架上弦弦杆在平平面外的的稳定和和屋盖纵纵向水平平刚度。。同时还还作为山山墙抗风风柱顶端端的水平平支座，，承受山山墙传来来的风荷荷载和其其他纵向向水平荷荷载，并并将其传传至厂房房的纵向向柱列。。（a）上弦横横向水平平支撑当屋盖结结构的纵纵向水平平面内刚刚度不足足，具有有以下情情况之一一时，具具有以下下情况之之一时，，应设置置上弦横横向水平平支撑。。1）跨度较较大的无无檩体系系屋盖，，当屋面面板与屋屋架连接接的焊接接质量不不能保证证，且山山墙抗风风柱将风风荷载传传至屋架架上弦时时，应设设置上弦弦横向水水平支撑撑；2）若能保保证大型型屋面板板与屋架架或屋面面梁有三三点焊接接且屋面面板纵肋肋间的空空隙用C15或C20细石混凝凝土灌实实，则可可认为无无檩体系系屋盖刚刚度相当当大，无无须设置置上弦横横向水平平支撑。。3）屋面设设置了天天窗且天天窗通到到厂房端端的第二二柱间或或通过伸伸缩缝时时，应在在第一或或第二柱柱间的天天窗范围围内设置置上弦横横向水平平支撑；；并在天天窗范围围内沿纵纵向设置置一至三三道通长长的受压压系杆。。4）当采用用钢筋混混凝土拱拱形或梯梯形屋架架的屋盖盖系统时时，应在在每一个个伸缩缝缝区段端端部的第第一或第第二柱间间布置上上弦横向向水平支支撑。在屋架下下弦平面面内，由由交叉角角钢、直直腹杆和和屋架下下弦杆组组成的水水平桁架架，称为为～。作用：将山墙墙风荷载载及纵向向水平荷荷载传至至纵向柱柱列，同同时防止止屋架下下弦的侧侧向振动动。（b）下弦横向向水平支支撑当具有以以下情况况之一时时，应设设下弦横横向水平平支撑（（一般宜宜设于厂厂房端部部及伸缩缩缝处第第一柱间间），并并宜与上上弦横向向水平支支撑设置置在同一一柱间，，以形成成空间桁桁架体系系。1）山墙抗抗风柱与与屋架下下弦连接接，纵向向水平力力通过下下弦传递递时；2）厂房内内有较大大的振动动源，如如设有硬硬钩桥式式吊车或或5t及其以上上的锻锤锤时；3）有纵向向运行的的悬挂吊吊车（或或电葫芦芦），且且吊点设设在屋架架上弦时时，可在在悬挂吊吊车轨道道尽头的的柱间设设置。１、下弦弦横向水水平支撑撑５、下弦弦纵向水水平支撑撑由交叉角角钢，直直腹杆和和屋架下下弦第一一节间组组成的纵纵向水平平桁架，，称为下下弦纵向向水平支支撑。作用：加加强屋盖盖结构的的横向水水平刚度度。（c）纵向水水平支撑撑当厂房内内设有软软钩桥式式吊车但但厂房高高度大、、吊车吨吨位较重重（如等等高多跨跨厂房柱柱高大于于15m,吊车工作作级别为为A4，A5起重量大大于50t）、或厂厂房内设设有硬钩钩桥式吊吊车、或或设有大大于5t悬挂吊车车、或设设备以及及厂房内内因抽柱柱或柱距距较大而而需设置置托架时时，应在在屋架下下弦端节节间沿厂厂房纵向向通长或或局部设设置一道道下弦纵纵向水平平支撑。。当设置下下弦纵向向水平支支撑时，，为了保保证厂房房空间刚刚度，必必须同时时设置相相应的下下弦横向向水平支支撑，形形成封闭闭的水平平支撑系系统。由角钢杆杆件与屋屋架直腹腹杆组成成的垂直桁架架，称为为屋盖垂垂直支撑撑。其形形式为十十字交叉叉形或W形。作用：保保证屋架架承受荷荷载后在在平面外外的稳定定并传递递纵向水水平力，，因而应与下弦弦横向水水平支撑撑布置在在同一柱柱间内。。（d）垂直支支撑和水水平系杆杆上弦水平平系杆：保证屋屋架上弦弦或屋面面梁受压压翼缘的的侧向稳稳定；下弦水平平系杆：防止在在吊车或或有其他他水平振振动时屋屋架下弦弦发生侧侧向颤动动。1）当厂房房跨度小小于18m且无天窗窗时，一一般可以以不设垂直支撑撑和水平平系杆。。2）当厂房房跨度为为18~30m，屋架间间距为6m，采用大大型屋面面板时，，应在每每一道伸伸缩缝区区段端部部第一或或第二柱柱间设置置一道垂垂直支撑撑；跨度度大于30m时，应在在屋架跨跨度1/3左右的节节点处设设置两道道垂直支支撑；当当屋架架部部高高度大于于1.2m时，还应应在屋架架两端各各布置一一道垂直直支撑。。3）当厂房房伸缩缝缝区段大大于90m时，还应应在柱间间支撑柱柱内增设设一道垂垂直支撑撑。1)当屋盖设设置垂直直支撑时时，应在在未设置置垂直支支撑屋架架间，在在相应于于垂直支支撑平面面内的屋屋架上弦弦和下弦弦节点处处，设置置通长的水水平系杆杆。2)凡设在屋屋架端部部柱顶处处和屋架架上弦屋屋脊节点点处的通通长水平平系杆，，均应休休用刚性性系杆，，其余均均可采用用柔性系系杆。包括天窗窗架上弦弦横向水水平支撑撑和天窗窗架间的的垂直支撑撑，用以以保证天天窗架上上弦的侧侧向稳定定和将天天窗端壁壁上的风风荷载传传给屋架架。（e）天窗架架支撑1）天窗架架上弦横横向水平平支撑和和垂直支支撑一般般均设置置在天窗窗端部第第一柱间间内。2）当天窗窗区段较较长时，，还应在在区段中中部设有有柱间支支撑的柱柱间内设设置垂直直支撑。。3）垂直支支撑一般般设置在在天窗的的两侧，，当天窗窗架跨度度≥12m时，还应应在天窗窗中间竖竖杆平面面内设置置一道垂垂直支撑撑；4）在未设设置上弦弦横向水水平支撑撑的天窗窗架间，，应在上上弦节点点处设置置柔性系系杆。它是纵向向平面排排架中最最主要的的抗侧力力构件，，其作用用是承受受由抗风风柱和屋屋盖横向向水平支支撑传来来的山墙墙风载，，由屋盖盖结构传传来的纵纵向水平平地震作作用以及及由吊车车梁传来来的吊车车纵向水水平制动动力，并并将它们们传给基基础。（2）柱间支支撑提高厂房房结构的的纵向刚刚度！对于有吊吊车的厂厂房，按按其位置置要分为为上柱和和下柱柱柱间支撑撑。1)上柱柱间间支撑位位于吊车车梁上部部，它设设置在伸伸缩缝区区段两端端与屋盖盖横向水水平支撑撑相对应应的柱间间以及伸伸缩缝区区段中央央或临近近中央的的柱间，，并在柱柱顶设置置通长的的刚性系系杆以传传递水平平力。2)下柱柱间间支撑位位于吊车车梁下部部，它设设置在伸伸缩缝区区段中部部与上柱柱柱间支支撑相应应的位置置，（1）设有吊吊车工作作级别A6~A8的吊车，，或A1~A5的吊车起起重量在在10t或10t以上时；；（2）厂厂房房跨跨度度大大于于或或等等于于18m，或或柱柱高高大大于于或或等等于于8m时；；（3）厂厂房房纵纵向向柱柱的的总总数数每每列列在在7根以以下下时时；；（4）设设有有3t以上上的的悬悬挂挂吊吊车车时时；；（5）露露天天吊吊车车栈栈桥桥的的柱柱列列。。当单单层层厂厂房房有有下下列列情情况况之之一一时时，，应应设设置置柱柱间间支支撑撑。。包括括屋屋面面板板、、墙墙体体、、抗抗风风柱柱、、圈圈梁梁、、连连系系梁梁、、过过梁梁、、基基础础梁梁等等构构件件。。作用用：：承承受受风风、、积积雪雪、、雨雨水水、、地地震震作作用用，，以以及及地地基基产产生生不不均均匀匀沉沉降降所所引引起起的的内内力力。。三、、围围护护结结构构布布置置当厂厂房房高高度度及及跨跨度度不不大大时时（（例例如如柱柱顶顶高高度度在在8m以下下，，跨跨度度为为9~12m），，可可在在山墙墙设设置置砖砖壁壁柱柱作为为抗抗风风柱柱；；当厂厂房房高高度度和和跨跨度度较较大大时时，，一一般般都都采采用用钢筋筋混混凝凝土土抗风风柱柱，，柱柱外外侧侧再再贴贴砌砌山山墙墙。。当厂厂房房高高度度很很大大时时，，山山墙墙所所受受的的风风荷荷载载很很大大，，为为减减小小抗抗风风柱柱的的截截面面尺尺寸寸，，可可在在山山墙墙内内侧侧设设置置水水平平抗抗风风梁梁或或钢钢抗抗风风桁桁架架，，作作为为抗抗风风柱柱的的中中间间支支座座。。一一部部分分风风荷荷载载将将通通过过抗抗风风梁梁或或抗抗风风桁桁架架直直接接传传给给纵纵向向柱柱列列。。1、抗抗风风柱柱抗风风柱柱与与屋屋架架的的连连接接方方式式应应满满足足两两个个要要求求：：（1）在水平平