yang第次课第章单层工业厂房

第2章单层工业厂房结构设计1本章重点：熟悉单层工业厂房结构的选型与结构布置方法；掌握钢筋混凝土排架的结构分析方法（计算简图、荷载与内力计算方法）、内力组合原则及柱的截面设计方法；熟悉排架柱、牛腿、柱下独立基础的配筋构造要求。2结构类型和结构体系单厂的结构构件选型与支撑布置铰接排架的内力分析与组合单厂排架柱设计牛腿设计柱下单独基础设计3单层厂房的特点：单厂结构的跨度大、高度大、荷载大、内力大、截面尺寸大常承受动力荷载隔墙少，柱是承受屋盖荷载、墙体荷载、吊车荷载以及地震荷载的主要构件4按承重结构的材料分砌体混合结构（无吊车或Q<50kN，l<15m，柱顶标高不超过8m）；钢筋混凝土结构钢结构（重型吊车Q>1500kN，l>36m）按外形分：单跨与多跨、等高与不等高、单层与多层；按结构体系分：排架、刚架2.1结构类型和结构体系5排架结构：由屋面梁或屋架、柱和基础组成。排架的柱与屋架铰接而与基础刚接。根据材料不同可分为：钢-钢筋混凝土排架、钢筋混凝土-砖排架、钢筋混凝土排架。6刚架结构：柱与屋架（梁）刚接而与基础常为铰接。有折线形门式刚架、拱形门式刚架；三铰式、两铰式。简单轻巧，但刚度较差，适用于无吊车或吊车吨位不大于100kN、跨度不超过18m的轻型厂房。72.2结构组成及荷载传递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.基础梁12.天窗架垂直支撑13.屋架下弦横向水平支撑14.屋架端部垂直支撑15.柱间支撑8单层排架结构组成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9101112结构组成屋盖结构横向平面排排架纵向平面排排架围护结构承重结构围护结构131、屋盖结结构有檩、无檩檩体系。多用无檩体体系。组成：屋面板、、檩条、屋屋面梁或屋屋架、天窗窗架、支撑撑、托架作用：承重、围围护，与支支撑体系将将纵横向平平面排架连连接成整体体并传递荷荷载荷载：屋面活荷荷载、雪荷荷载、自重重等142、横向平平面排架由横梁、横横向柱列及及其基础所所组成的平平面骨架，，是厂房的基基本承重结结构。厂房承受受的竖向荷荷载（自重、屋屋面活荷载载、雪荷载载和吊车竖竖向荷载等等）及横向向水平荷载载（风、地地震、水平平制动）主主要通过横横向平面排排架传至基基础及地基基。15横向平面排排架上竖向荷载的传力途径径吊车竖向荷荷载屋面荷载天窗架屋面板屋架吊车梁柱连系梁纵墙自重基础基础梁地基16横向平面排排架上横向水平荷荷载的传力途径径天窗架屋架吊车横向水平荷载吊车梁柱纵墙基础地基横向风荷载屋面板横向水平地震作用17屋架柱基础纵墙天窗架吊车横向水水平荷载横向风荷载载横向地震作作用屋面板吊车梁横向水平荷荷载传递路路线通过横向排架183、纵向平平面排架由连系梁、、吊车梁、、纵向柱列列、柱间支支撑和基础础等构件组组成的纵向向平面骨架架。作用是保证厂房房结构的纵纵向稳定性性和刚度，承受吊车车纵向水平平荷载、纵纵向水平地地震作用、、以及作用用在山墙传传来的纵向向风荷载等等。纵向柱柱列柱子数数量较多，，并有吊车车梁，连系系梁，柱间间支撑等，，故杆件内内力不大，，不考虑地地震作用时时，一般可不进进行纵向平平面排架计计算。19屋盖及屋盖盖支撑柱基础抗风柱天窗架吊车纵向水水平荷载纵向风荷载载纵向地震作作用天窗端壁吊车梁纵向水平荷荷载传递路路线通过纵向排架山墙204、围护结结构组成：纵墙、山山墙、横墙墙、墙梁、、抗风柱、、连系梁、、基础梁等等。作用：围护和承承重。主要要承受墙体体和构件的的自重以及及作用在墙墙面的风载载。21厂房结构的的设计步骤骤一个建设项项目的设计计，一般包包括工艺设设计、建筑筑设计、结结构设计和和设备设计计（如水、、暖、电等等）等几方方面。就单层厂房房结构设计计而言，可可分为方案案设计、技技术设计和和施工图绘绘制等三个个阶段。方案设计阶段确定柱网布置等平面问题

——确定结构形式、标高等剖面问题进行结构构件选型、初估尺寸技术设计阶段——确定结构计算简图荷载计算及排架内力分析结构构件（柱、基础等）设计施工图阶段——结构布置图（屋面、柱、基础等）构件布置与配筋图节点大样图222.3结结构布置置2.3.1厂房平平面布置2.3.2支撑布布置2.3.3围护结结构布置232.3.1厂厂房平面布布置1、柱网布布置2、变形缝缝241、柱网布布置横向定位轴轴线——定柱距距、屋面板板跨、吊车车梁跨。即即吊车梁、、连系梁、、基础梁、、屋面板及及外墙板等等一系列纵纵向构件的的标志长度度（实际尺尺寸+构造造尺寸）。。纵向定位轴轴线——定跨度度，即屋架架的标志长长度。为设计标准化化、生产工工业化、施施工机械化化，通常有：：柱距一般用6m或6m的的倍数（局局部抽柱））。个别采采用9m柱柱距。跨度在18m以以下的，采采用3m的的倍数；18m以上上的采用6m的倍数数。必要时时采用21m，27m，33m。2526横向定位轴轴线与柱的关系系在厂房端部部与山墙内内边缘重合合，须将山山墙内侧第一排排柱中心内内移600mm；伸伸缩缝两边边的柱中心心线向两边边移动600mm。目的是使端端屋架和山山墙抗风柱柱的位置不不发生冲突突。27纵向定位轴轴线与边柱的关关系柱距6m，，无吊车或或Q<20t时，用用封闭轴线。柱距6m、、20t<Q<32t时，采采用非封闭轴线线，D=125mm；柱距12m或Q>50t时，，采用非封闭轴线线，D=250、500mm。28纵向定位轴轴线与中柱的关关系29等高跨：上上柱中心线线与纵向轴轴线重合高低跨：单柱（高跨跨Q<20t，轴线线在高跨柱柱边；若Q>32T，两条轴轴线，高跨跨柱边向高高跨纵轴线线外移插入入距A=D)双柱（Q<20t，轴线分分别在高低低跨柱外侧侧边，中间间相隔伸缩缩缝C和封封墙厚度B；若高跨跨Q>32T时，高高跨柱边还还应向高跨跨轴线外移移D，中间间相隔伸缩缩缝C和封封墙厚度B以及D。30吊车轨道中中心至纵向向定位轴线线的距离为为750mm。吊车上缘与与屋架下弦弦净空要求求不小于220mm。312、变形缝缝的布置伸缩缝为减小温度度应力，从从基顶开始始将结构分分为若干区区段。横向向伸缩缝采采用双柱式、纵向伸缩缩缝采用滚轴式。最大间距为为70m(露天),100m(室内或或土中）沉降缝防止不均匀匀沉降，从从基底到屋屋顶全部断断开。一般般不设。防震缝从基顶分开开，缝宽为为100~150mm32332.3.2支撑撑布置屋盖支撑：包括上弦横横向水平支支撑、下弦弦横向水平平支撑、纵纵向水平支支撑、垂直直支撑、纵纵向水平系系杆、天窗窗架支撑等等。柱间支撑：是纵向平面排排架中最主主要的抗侧侧力构件。。34支撑的作用用：351、屋盖支支撑屋架之间的的垂直支撑撑和水平系系杆：保证屋架侧侧向稳定。。在第一或或二柱间设设垂直支撑撑。上、下弦横横向水平支支撑：保证上下下弦的侧向向稳定，并并可靠传递递纵向水平平力至纵向向排架。伸伸缩缝区间间两端的第第一二柱间间。图下弦纵向水水平支撑：设在下弦弦端部节间间，与横向向水平支撑撑形成封闭闭体系，并并将横向水水平力分散散给横向排排架。图36上弦横向水水平支撑作用：保证屋架上上弦的侧向向稳定性；；增强屋盖盖的整体刚刚度；承受受由山墙通通过抗风柱柱传来的风风荷载和其其他纵向水水平荷载，，并传至厂厂房纵向柱柱列。位置：设在伸缩缝缝区间两端端的第一二二柱间。若大型屋屋面板与屋屋架连接质质量能保证证，可不设设。37位置置：：在伸缩缩缝缝区区段段两两端端的的第第一一二二柱柱间间设设置置。。当屋屋架架下下弦弦设设有有悬悬挂挂吊吊车车，，或或厂厂房房内内有有较较大大振振动动，，或或山山墙墙风风荷荷载载通通过过抗抗风风柱柱传传至至屋屋架架下下弦弦，，应应设设。。下弦弦横横向向水水平平支支撑撑作用用：：防止止屋屋架架下下弦弦侧侧向向振振动动；；将将山山墙墙风风荷荷载载及及纵纵向向水水平平荷荷载载传传至至纵纵向向柱柱列列。。38下弦弦纵纵向向水水平平支支撑撑作用用：：加强强屋屋盖盖结结构构的的横横向向水水平平刚刚度度；；保保证证横横向向水水平平荷荷载载的的纵纵向向分分布布，，加加强强排排架架间间的的协协同同工工作作能能力力；；保保证证托托架架上上弦弦的的侧侧向向稳稳定定。。位置置：：在屋屋架架下弦弦端端节节间间沿厂厂房房纵纵向向通通长长或或局局部部设设置置一一道道；；当当已已设设有有下下弦弦横横向向水水平平支支撑撑时时，，为为保保证证厂厂房房空空间间刚刚度度，，应尽尽可可能能与与横横向向水水平平支支撑撑连连接接，，以以形形成成封封闭闭的的水水平平支支撑撑系系统统。39垂直直支支撑撑作用用：：保证证屋屋架架受受荷荷后后在在平平面面外外的的稳稳定定，，防防止止侧侧向向颤颤动动；；传传递递纵纵向向水水平平力力。。位置置：：应与与下下弦弦横横向向水水平平支支撑撑布布置置在在同同一一柱柱间间内内（伸伸缩缩缝缝区区段段两两端端））。。垂直直支支撑撑和和水水平平系系杆杆布布置置图图40水平平系系杆杆作用用：：上弦弦水水平平系系杆杆是为为保保证证屋屋架架上上弦弦或或屋屋面面梁梁受受压压翼翼缘缘的的侧侧向向稳稳定定，，减减小小压压杆杆的的计计算算长长度度；；下弦弦水水平平系系杆杆是为为防防止止在在吊吊车车或或有有其其它它水水平平振振动动时时屋屋架架下下弦弦侧侧向向颤颤动动。。位置置：：在未设设置置垂垂直直支支撑撑的的屋屋架架间间，在在相相应应于于垂垂直直支支撑撑平平面面内内的的屋屋架架上上弦弦和和下下弦弦节节点点处处，，设设置置通通长长的的水水平平系系杆杆。。412、、柱柱间间支支撑撑作用用：：保证证厂厂房房纵纵向向排排架架的的刚刚度度和和稳稳定定。。将将纵纵向向水水平平荷荷载载传给给基基础础。。位置置：：上部部支支撑撑通常常设设在在伸伸缩缩缝缝区区段段两两端端及及中中央央或或附附近近；；下部部支支撑撑通常常在在伸伸缩缩缝缝区区段段中中部部和和上上柱柱支支撑撑相相对对应应的的位位置置。。42柱间间支支撑撑在以以下下情情况况设设置置：：（1））厂厂房房内内设设置置重重级级工工作作制制吊吊车车，，或或中中、、轻轻级级工工作作制制吊吊车车起起重重量量在在10吨吨以以上上；；（2））厂厂房房跨跨度度在在18米米及及18米米以以上上，，或或柱柱高高在在8米米以以上上；；（3））纵纵向向柱柱的的总总数数每每排排在在7根根以以下下；；（4））设设有有3吨吨及及3吨吨以以上上吊吊车车；；（5））露露天天吊吊车车的的柱柱列列。。43支撑常见形式443、、天天窗窗架架支支撑撑作用用：保证证天天窗窗架架上上弦弦的的侧侧向向稳稳定定；；将将天天窗窗端端壁壁上上的的风风荷荷载载传传给给屋屋架架。。45462.3.3围围护护结结构构布布置置1、、抗抗风风柱柱的的布布置置2、、圈圈梁梁、、连连系系梁梁、、过过梁梁和和基基础础梁梁的的布布置置471、、抗抗风风柱柱的的布布置置抗风柱其其外边缘缘与厂房房横向封封闭轴线线重合，，离屋架架中心线线600mm。为了避避免抗风风柱与端端屋架相相碰，应应将抗风风柱的上上部截面面高度适适当减小小，形成成变截面面柱。作用：将山墙分分成几个个区段，，使风荷荷载一部部分直接接传给纵纵向柱列列，另一一部分经经抗风柱柱上端通通过屋盖盖传给纵纵向柱列列，下端端传给基基础。设置方式式：与基础刚刚接，与与屋架下下弦或同同时与上上下弦铰铰接，与屋架间间可有相相对竖向向移动但但水平方方向应可可靠连接接。常采用用弹簧板板或长圆圆孔螺栓栓。4849抗风柱的的布置502、圈梁梁、连系系梁、过过梁和基基础梁的的布置砖砌体作作围护墙墙时，要要设圈梁梁、连系系梁、过过梁和基基础梁。。可结合合在一起起。圈梁的作用是是将墙体体与厂房房柱箍在在一起，，加强刚刚度，防防止不均均匀沉降降。连系梁的作用是是连系纵纵向柱列列，以增增强纵向向刚度，，还承受受其上的的墙体的的重力。。过梁承担门窗窗洞口上上部墙体体的重力力。基础梁承受围护护墙体的的重力。。可不另另做墙基基础。51基础梁的的布置522.4构构件件选型与与截面尺尺寸确定定2.4.1屋屋盖结构构构件2.4.2吊吊车梁2.4.3柱柱2.4.4基基础主要承重重构件有屋面板板、屋架架、吊车车梁、柱柱、基础础。屋面面板、屋屋架、吊吊车梁及及大部分分构件均均有标准图集集。柱和基础础一般需需计算确确定。532.4.1屋盖结构构构件1、屋面面板：无檩体系系:常用用预应力力砼大型型屋面板板（1.5*6，3*9)。。有檩体系系：檩条、小小型屋面面板（槽槽瓦、波波形大瓦瓦等）5455562、屋面面梁和屋屋架屋面梁有预应力力混凝土土单坡或或双坡薄薄腹工形形梁及空空腹梁。。屋架