建筑结构第七章钢筋混凝土单层厂房老师课用

建筑结构第七章钢筋混凝土单层厂房

本章内容7.1

单层厂房的结构组成及受力特点7.2单层厂房的结构布置7.2

单层厂房的支撑体系7.3

主要构件的类型及与柱的连接一、单层厂房特点根据不同使用要求，工业厂房可设计为单层厂房和多层厂房。与多层厂房相比较，单层厂房特点：（1）从建筑上讲，要求构成较大的空间。单层厂房是冶金、机械等车间的主要型式之一。为了满足在车间中放置尺寸大、较重型的设备生产重型产品，要求单层厂房适应不同类型生产的需要，构成较大的空间。

一、单层厂房特点与多层厂房相比较，单层厂房特点：（2）从结构上讲，要求单层厂房的结构构件要有足够的承载能力。由于产品较重且外形尺寸较大。因此作用在单层厂房结构上的荷载、厂房的跨度和高度都往往比较大，并且常受到来自吊车、动力机械设备的荷载的作用，要求单层厂房的结构构件要有足够的承载能力。

结构上，单层厂房的特点：①跨度大，高度大，构件内力大，截面尺寸大②结构设计需要考虑动荷载的影响③柱是承受荷载的主要构件④基础受力大，对地质勘察的精度要求较高⑤扩、改建更加方便⑥能适应各种类型的生产，应用范围广，如：厂房、剧场、会堂、实验室等按承重结构材料的不同，工业厂房可分为钢筋混凝土结构厂房、钢结构厂房、混合结构厂房。钢筋混凝土结构单层厂房按主要承重结构形式分为排架结构和刚架结构，如图9.1所示。

排架结构由屋架（或屋面梁）、柱、基础组成，其中柱与基础刚接，而屋架（或屋面梁）与柱铰接。

二、单层厂房的结构组成刚架结构是指梁或屋架与柱刚性连接的结构。常用的刚架结构有钢筋混凝土门式刚架结构、钢框架结构、轻钢结构门式刚架。

图9.1钢筋混凝土单层厂房结构的基本类型常用的刚架是门式刚架三铰刚架静定结构地基发生不均匀沉降时，无附加应力结构刚度较小常用的刚架是门式刚架两铰刚架一次超静定结构结构刚度较大门式刚架、单层厂房排架结构的组成

钢筋混凝土排架结构单层厂房通常由屋面板、屋架（或屋面梁）、吊车梁、连系梁、柱和基础等构件组成。视屏钢结构厂房！！其中，横向柱列、屋架（或屋面梁）、柱基等构件组成横向承重体系，称为横向排架；

纵向柱列、吊车梁、连系梁、柱间支撑、柱基等构件组成纵向承重体系，称为纵向排架。（书本220页）

(1)屋盖结构

屋盖结构由以下构件组成：屋面板、天窗架、屋架（或屋面梁）、托架。屋盖结构分为有檩体系和无檩体系两种。大型屋面板直接支承（焊接）在屋架或屋面梁上称为无檩体系，而小型屋面板（瓦材）支承在檩条上，檩条又支承在屋架上，称为有檩体系。屋盖的主要作用是承受屋面荷载、雪荷载、积灰荷载、自重等荷载，并将这些荷载传给柱。(2)横向排架

横向排架是主要承重结构，主要承受竖向荷载（结构自重、屋面活荷载、竖向吊车荷载等）和横向水平力（风荷载、吊车横向制动力、地震作用），如图9.3。(3)纵向排架纵向排架一方面承受着纵向水平荷载（屋盖结构传来纵向风荷载、吊车纵向制动力、纵向水平地震力等），另一方面还起着保证结构纵向刚度和稳定的作用，如图9.4。(4)吊车梁主要承受吊车荷载（包括竖向荷载、横向和纵向水平荷载），并通过牛腿把它传给横向排架或纵向排架，同时起着连系纵向柱列的作用。(5)支撑包括柱间支蜻撑和屋浴盖支撑，其主要讨作用是加旁强结构的杰空间刚度婶和稳定性撇，同时传皇递风荷载批、吊车纵两向水平荷袋载。(6)连系梁批、基础柄梁和抗愤风柱连系梁和立基础梁一碧方面承受呜外墙的荷设载，另一铅方面也起徒着形成纵简向排架的种作用。设灾置在山墙贞的抗风柱傅主要作用俊是将山墙稼上的风荷阔载传递给陪屋盖和基遵础。(7)基础基础承受认排架以及攻基础梁传晃来的荷载魔，并将这难些荷载传济给地基。待单层厂房援所受的荷嚷载及其传辞递路线如图9.5。图9.2钢筋混桐凝土排挺架结构哭单层厂边房图9.3单层厂房树横向平面垫排架及其元荷载示意区图图9.4纵向平面藏排架结构侮示意图图9.5单层厂房女的荷载传落递路线7.2单层厂指房结构晴布置厂房结捆构主要尺寸和标捏高符合厂骂房建筑键模数规扔定，以100魂mm为基本单侮位，用“M”表示1、柱网布糊置柱网：纵、横罪向定位枣轴线在牌平面上祖排列形腊成的网厕格A、柱网赶布置原炒则B、定位脾轴线确嗓定1、柱网薯布置A、柱网筒布置原则确定厂房脏跨度和柱锤距，原则：①符合左生产工般艺、正城常使用芝的要求②建筑睬结构经济合理③结构赏形式和滨施工方夹法先进逝、合理④符合厂粮房建筑模仰数统一化免基本原则《厂房建蛙筑摸数约协调标专准》（GBJ6席-86）⑤适应生肉产发展和茧技术革新葱的要求1、柱网布管置B、定位蜘轴线确岸定①定位轴拔线距离与榜主要构件标志尺脉寸一致，符合建筑驼模数柱网模数A、跨度：当L≤18单m，采用阶扩大模播数30M数列当L＞18m，采用扩离大模数60M数列B、柱距：排架柱柱霸距采用60M数列，抗风柱肾柱距臣采用15M数列1、柱网布躺置A定位轴线②横向定葡位轴线贡：确定柱距一般通过妈柱截面几和何中心，有例外横向定位薄轴线山墙内桥第一排甜柱中心彩内移600m淡m例外：山墙内蹦第一排明柱中心还内移600m介m，端部横喜向定位镰轴线与喝山墙内与边缘重宇合③纵向定位维轴线：确定跨度一般通舰过纵墙鼓内缘(或排架柱湖外缘)纵向定位骨轴线2、变形福缝伸缩缝巴、沉降阅缝、防击震缝，欺三缝合做一纵向伸缩否缝采用纵全向轴线双虎柱做法3、厂房高乎度和跨度①厂房疑高度室内地面年至柱顶的督距离，采策用3M数列室内地面抹至牛腿面蝴高度，采案用3M数列高度在7.2m以上时肉，宜采家用7.8辨m、8.4m、9.0面m、9.6瘦m剖面布置谁：A、牛腿顶面坊标高=吊车轨顶脏标高（标惨志标高）-吊车梁伟端部高辈度-吊车轨负道联结伴高度B、柱顶标绿高=轨顶标数高（实索际标高削）+轨顶至疫小车顶躁高度+安全高度俩（220m舍m）3、厂房高膀度和跨度①厂房倍高度三、支烧撑布置支撑体佳系：联悄系屋架沿、柱等节主要构婶件使之阻构成整瓦体分类：①玻屋盖支撑拘②柱间支例撑作用：①保证喂结构构消件的稳截定与正校常工作②增强劝厂房的整体稳定红性和空间剖刚度③把有些杂水平荷载守传递到主止要承重构缸件④为屋湾架弦杆爽提供侧瞎向支撑幼点，减梅少计算天长度具体布置酱方法、构沃造细节参欣阅有关标材准图集7.3单层厂霉房的支抄撑体系在装配董式单层歼厂房结素构中，考支撑不践是主要丑承重构根件，但屋却是联拆系各主斜要承重耳构件以零构成整体厂房来空间结构的重要非组成部它分，对老厂房的刚度和研稳定性起着很重翠要的作用浅。支撑的往作用是场：使厂房指形成空屿间骨架同，保证农厂房的联空间刚松度；保敬证结构惊构件的宿稳定；京传递水屯平荷载法。包括屋架上弦缠、下弦横搅向水平支唤撑，屋架止纵向水平州支撑，垂风直支撑和纤水平系杆。(1)屋架垂直者支撑及水嗓平系杆屋架垂直鸽支撑是指两进个屋架捕之间沿净纵向设樱置在竖具向平面劣内的支角撑，水剥平系杆胳是指两除个屋架剑之间沿枝纵向设少置的水瞧平杆，如图9.6。屋架垂直估支撑和水偷平系杆的土作用是保证屋架剩在安装和坡使用阶段搂的侧向稳蒸定，增加旨厂房的整降体刚度。7.3忧.1屋盖支串撑垂直支叛撑的布倦置原则圈为：①当屋架挨跨度小震于18m，且无持天窗时驻，可不设垂奖直支撑和谁水平系杆，有天窗叼时，可在葱屋架节点银处设置一闷道水平系展杆；当屋架跨托度大于18m且不超过30m时，应在具屋架跨中酒设置一道垂直污支撑和水宴平系杆，垂直召支撑布饺置在厂桂房端部厘以及伸艘缩缝的朱第一或员第二柱姿间，如产果不是钱三角形宴屋架而戏是梯形输屋架，们在支座保处也应挣布置垂作直支撑缓，如图9.6耽(a)。②当屋架跨译度大于30m，除按复照18～30m跨度布置巴外，还应保在屋架跨视度1／3左右节点促处设置两道垂吹直支撑感和水平退系杆，如图9.6(辈b)。水平系杆饭布置原则违：当采用大谅型屋面板旅时，应在搬未设置支澡撑的屋架刻间相应于磨布置垂直颤支撑平面郑的屋架下融弦和屋架盐上弦节点矩处设置通长的责水平系啦杆。如果铅为有檩购体系，爱上弦节树点处的污水平系亦杆可用凤檩条代壁替，仅挽在下弦雹设置，如图9.7。(3)屋架下盈弦横向挑水平支寸撑屋架下弦百横向水平塞支撑的作用是餐：将作用貌在屋架私下弦的跨纵向水秒平力传志递给纵助向排架间柱，保程证屋架葱下弦的果侧向稳贡定。当屋架艳下弦设军有悬挂漠吊车或湿山墙抗封风柱与贵屋架下掠弦连接问，或吊弦车吨位省大、振蔬动荷载觉大时，秀均应设性置屋架亦下弦横寸向水平婆支撑，如图9.8。(4)屋架纵异向水平市支撑屋架纵向括水平支撑泥常设置在挪屋架下弦斯的端部节丽间，并与膊下弦横向掠水平支撑适组成封闭浆的支撑体护系（图9.8），以初利于增饼强厂房眠的整体包性。当蓝厂房设躲有托架教或50k帅N以上的壁妨行吊车，问或吊车吨跌位大、振充动荷载大教时，均须纪设置屋架膜间的纵向肝水平支撑盟。当屋盖结刷构中设有为托架，且深没有保证吃托架上弦锈稳定的特拉殊结构措研施时，应毒沿托架的蓄一侧设置学下弦纵向查水平支撑葛，如图9.9。(5)天窗架春支撑天窗架耐支撑的作用是保证天窗劲架平面外丙的稳定性性，以将天瞎窗端壁的话水平风荷孔载传递给河屋架。天窗架支鲜撑应尽可窝能与屋架也上弦支撑贿布置在同姿一柱间，如图9.1挣0。图9.6垂直支撑嘴和水平系刘杆的布置（a）跨度大注于18m小于30m；(b)跨度大虑于30m图9.7上弦横向介水平支撑(a)有天窗送时；（b）无天菜窗时图9.8屋架下约弦水平求支撑图9.8屋架下弦哥水平支撑图9.9托架的下休弦纵向水让平支撑柱间支浸撑按位征置分为上柱柱间串支撑和下柱柱间段支撑。前者的作百用是抵抗山痒墙传来啄的风荷柏载；后者的作菜用是承受上窑部支撑热传来的垮力和吊旨车的纵丙向制动汤力。柱悦间支撑瓣还起着后增强厂渡房的纵抓向刚度毯和稳定拢性的作屈用。柱间支撑迹应布置在来厂房伸缩悠缝区段的兔中部，以辩减少温度压应力，上飞柱柱间支摧撑可设置归在厂房两火端的第一吩柱间，以辱便直接传拳递山墙传距来的荷载煎，如图9.11。7.3陪.2柱间支撑非地震区劣的单层厂退房，当属纺下列情况熄之一时，应设置姑柱间支取撑：(1)设有悬乐臂式吊兰车，或30kN及以上傍的悬挂领式吊车政；(2)设有重稍级工作鼠制吊车门，或设英有中、芹轻级工干作制吊厅车，其舰起重量宣均在100睡kN及其以勉上；(3)厂房的束跨度在18m及以上，守或柱高在8m以上；(4)厂房纵向容列柱在7根以上嗓；(5)露天吊车目栈桥的柱擦列。图9.1丝式1柱间支撑土布置7.4主要构件滔的类型及沸与柱的连员接(1)屋面板单层厂房喷常用的屋跟面板类型成和特点见表9.1。其中第1～3种适用于虹无檩体系滩屋盖；第4、5种适用己于有檩扭体系屋栗盖，需配合表9.2的檩条使雕用。檩条的作垂用是支撑小型迹屋面板并蛾把屋面板拆上的荷载库传递到屋孕架。常见岛的檩条类恐型见表9.2。7.4.僵1主要构拖件的类跌型(2)屋架与屋骗面梁屋架和兔屋面梁密是厂房该结构最央主要的壮承重构焰件之一扑，常用祥的屋架翼形式、庸跨度、啊特点及赴适用条耍件见表9.3。(3)吊车梁吊车梁是叮厂房结构丑中承受吊聋车荷载的徒构件，常陷用的吊车绕梁及适用刘条件见表9.4。(4)柱柱是单层岭工业厂房吧中主要的庄承重构件夜，其常用孟截面形式肃有矩形截跟面、工字求形截面以适及双肢柱智截面等，见图9.12。矩形龄柱外形进简单，羡施工方视便，但框自重大由，浪费免材料，煤仅用于猾一般小雄型厂房写或上柱薪，截面久高度小魔于500m约m；工字盖形柱受托力合理料，节省东材料，擦自重较评轻，广饱泛用于司各类中喜型厂房暗，截面睁高度为600～1200疗mm；双肢柱炭较工字形座柱更节省惕材料，适娇用于重型僚厂房。(5)基础单层厂房纤常用柱下柜独立基础富（图9.13），这额种基础临分为阶问形和锥广形两种悲形式。信由于其嫂与预制畅柱的连好接部分危做成杯呆口，故蚁也称为护杯口基务础。由淡于地质作条件的即影响，沙需要基售础深埋巡寿，但为恶了方便条施工，春要求柱薪子有统松一的长站度，为摊此，需线将杯口俘升高，鸡形成高铲杯口基精础。高惧杯口基和础由杯丸口、短园柱、底姻板组成哪。当上部畅荷载较深大、地葬基承载格力较低捏或地质希条件不冈好时，诊也常采目用柱下荒条形基姨础或桩束基础，如图9.14所示。表9.1屋面板类晃型表表9.2钢筋混广凝土檩肺条类型表9.3钢筋混凝雕土屋架类析型表9.4钢筋混凝攻土吊车梁蛾类型图9.1嫌2柱的截面桨形式（a）矩形嘉截面柱涨；(b)工字形截纠面柱；(c)平腹杆拖双肢柱端；(d)斜腹杆双冠肢柱图9.13柱下独立晴基础的形厉式（a）阶形聋基础；雕（b）锥形肺基础；柿（c）高杯洒口基础图9.1概4桩基础(1)屋架与柱食的连接屋架与柱见的连接方裂法有焊接和梨螺栓连包接两种，如图9.15。焊接法是在屋架猾（或屋面部梁）端部疲支承部位懂的预埋件油底部焊上章一块垫板苦，待屋架蠢（或屋面叉梁）端部帽就位矫正真后，与柱遗预埋钢板抱焊接牢固勇。螺栓连接叶方式是在柱做顶伸出预埋螺栓，在屋架丑（或屋面哨梁）端部兰支承部位也焊上带有住缺口的支雅承钢板，画就位矫正爆后，用螺橡母拧紧。钢7.4.萍2构件与勤柱的连行接(2)吊车梁与楚柱的连接塔吊