力学与结构课件幻灯片一四

第15章

单层工业厂房

目录.ppt单层工业厂房的结构组成单层工业厂房平面、剖面尺寸的确定习题本章内容

教学要求：了解单层工业厂房的组成及传力途径；掌握柱网布置原则和模数要求；掌握定位轴线布置原则。单层工业厂房是工业建筑中最普遍的一种形式，多用于具有重型设备，产品较重，外形轮廓尺寸较大的生产车间，如炼钢、铸造、金工等车间。单层工业厂房的结构组成一、单层工业厂房的特点单层工业厂房不仅要满足生产工艺的要求，还要满足布置起重运输设备、生产设备及劳动保护的要求。因而单层工业厂房结构一般承受的荷载大，且跨度大、高度高，构件内力大、截面大、用料多。厂房还常受动力荷载(如吊车荷载、动力机械设备荷载)的作用。二、单层工业厂房的类型单层工业厂房按生产规模分为大、中、小型；按承重结构所用材料不同分为混合结构、钢筋混凝土结构和钢结构。对于无吊车或吊车吨位不超过5t，且跨度在15m以内，柱顶标高在8m以下，无特殊工艺要求的小型厂房，通常选用混合结构，即采用砖柱、钢筋混凝土屋架或木屋架或轻钢屋架为主要构件的结构；对于有重型吊车(起重吨位在150t以上)、跨度较大(跨度在36m以上)，或有特殊工艺要求的大型厂房，通常选用钢结构；其他大部分厂房均采用钢筋混凝土结构。单层工业厂房的结构组成三、钢筋混凝土单层厂房的结构型式钢筋混凝土单层厂房的结构型式主要有排架结构和刚架结构。1.排架结构排架结构由屋架(或屋面梁)、柱和基础组成，柱与屋架铰接，与基础刚接。根据厂房生产工艺和使用要求不同，排架结构可做成等高、不等高和锯齿形等多种形式，如图15.1所示。排架结构的刚度较大，传力明确，构造简单，耐火性和防火性较好，施工也较方便，是目前大多数厂房所采用的结构型式。图15.1排架结构2.刚架结构单层工业厂房的刚架结构是梁柱刚结、柱与基础铰接的结构。刚架顶节点做成铰接的称为三铰刚架(如图15.2(a)所示)；做成刚接的称为两铰刚架(如图15.2(b)所示)。刚架亦可用于多跨厂房(如图15.2(c)所示)。刚架结构将梁柱合一，构件种类少，制作较简单，且结构轻巧，当跨度和高度较小时(跨度不超过18m，檐口高度不超过10m)，其经济指标稍优于排架结构。但其刚度较差，承载后会产生跨变，故不适于吊车吨位较大的厂房。单层工业厂房的结构组成图15.2刚架形式四、单层厂房的组成和荷载1.结构组成单层厂房排架结构通常由下列结构构件组成，并相互连接成整体，如图15.3所示。1)屋盖结构屋盖结构由屋面板(包括天沟板)、屋架或屋面梁(包括屋盖支撑)组成，有时还设有天窗架和托架等。屋盖结构分有檩和无檩两种结构体系，将大型屋面板直接支承在屋架或屋面梁上的称为无檩屋盖体系；将小型屋面板或瓦材支承在檩条上，再将檩条支承在屋架上的称为有檩屋盖体系。在屋盖结构中，屋面板起围护作用并承受作用在板上的荷载，再将这些荷载传至屋架或屋面梁；屋架或屋面梁是屋面承重构件，承受屋盖结构自重和屋面板传来的活荷载，并将这些荷载传至排架柱。天窗架支承在屋架或屋面梁上，也是一种屋面承重构件。单层工业厂房的结构组成图15.3厂房结构组成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—屋架下弦横向水平支撑；14—屋架端部垂直支撑；15—柱间支撑单层工业厂房的结构组成单层艇工业俱厂房罗的结险构组盘成3)纵向质平面永排架纵向青平面退排架厅由纵局向柱张列、浇连系戴梁、断吊车蓄梁、法柱间伐支撑市和基规础等躁组成娇，其娃作用类是保旅证厂简房的给纵向度稳定眉性和奋刚度庭，并薪承受芳作用舍在山翅墙、惯天窗改端壁晨以及医通过惰屋盖虾结构葡传来悠的纵化向风洲荷载钳、吊妨车纵酒向水浆平荷哀载等晨，再活将其摄传至肯基础旱，如砍图15爱.4所示脖，另泰外它差还承坛受纵收向水么平地肝震作滴用、擦温度字应力慢等。图15久.2刚架筛形式4)吊车曲梁吊车雀梁一筋般为殖装配译式的寻，简烤支在简柱的眯牛腿未上，熔主要惨承受资吊车天竖向蓝荷载拢、横剑向或听纵向抛水平舱荷载猴，并懒将它升们分袍别传粥至横嫁向或膏纵向助平面爷排架峡。吊嘱车梁杨是直蝇接承恨受吊礼车动某力荷赖载的仇构件。5)支撑单层异厂房翅的支右撑包惨括屋能盖支饮撑、女天窗育架支关撑和榜柱间鹅支撑谦，其烘作用脆是加痕强厂知房结拾构的拘空间全刚度尤，保鞋证结上构构延件在衔安装皆和使吗用阶经段的掉稳定徒和安洋全，避同时陆将风宪荷载灶、吊逗车水朽平荷太载或相水平竞地震惨作用差等传盆递到冶相应炭的承述力构拦件。6)基础基础盾承受抹柱和铜基础仪梁传芒来的贺荷载巩并将歉它们析传至衔地基。7)围护批结构围护狠结构亿包括哗纵墙陡、横脂墙(山墙)及由笋连系耕梁、幅抗风撇柱(有时窄还有部抗风葡梁或谨抗风欺桁架)和基菜础梁控等组彼成的津墙架召。这主些构厨件所屡承受盯的荷台载，暂主要猾是墙闭体和施构件厌的自步重以损及作患用在惑墙面植上的亿风荷饼载等。2.单层面厂房械结构扒的荷蓬载及所传力以途径作用形在厂灿房上付的荷渐载有漆永久弟荷载泛和可犹变荷详载两胆大类俩，如活图15毛.5所示膨。其矛中，赴永久揉荷载(恒载)包括荡各种哪结构催构件(如屋遗架、己屋面阀板、沿柱等)的自踪蝶重及厌各种过建筑戒构造委层的条重量旷等。绳可变里荷载(活载)包括羞吊车吧竖向血荷载绑、吊暑车纵膨横向妖水平雁制动烘力、仔屋盖堪活荷俯载、汤风荷越载和扮地震汽作竖用等语。单层穷工业多厂房愁的结么构组顾成图15滔.5单层傍工业员厂房组的横绒向排跃架及井其荷舞载示替意图各种鸣荷载爸的传舍力途抢径如刃图15舰.6所示抗。单拆层厂骗房结逗构所杂承受糊的各帽种荷鞭载，生基本凤上都筋是传矛递给件排架笨柱，腿再由榆柱传昆到基愿础，秒因此贤屋架(或屋腔面梁)、柱古、基阅础是施单层其厂房疗的主颠要承姥重构渣件。侮在有赚吊车浑的厂屑房中质，吊钢车梁受也是富主要描承重赵构件连，设傅计时龟应予吓以重借视。单层蝇工业历厂房狠的结额构组滥成图15滤.6单层久厂房只传力凉路线行示意单层参工业言厂房骂的结霜构组咳成单层骆工业李厂房砖平面京、剖孔面尺跌寸的困确定一、柱网麦布置厂房忙承重辰柱或娱承重终墙的喂定位炊轴线骂，在顺平面尽上构斜成的招网格凉，称串为柱悉网。刷柱网算布置叮就是臣确定披纵向缝定位喝轴线见之间讨的尺由寸(跨度)和横壳向定百位轴响线之比间的装尺寸(柱距)。柱秀网布坐置既愤是确封定柱挤的位亲置，鉴也是运确定枯其他仓构件去的跨恭度及授构件挑布置狗方案枕的依绣据。柱网木布置液的一摄般原课则是移：符砖合生陵产和她使用稍要求庆；建完筑平把面和侦结构船方案遇经济陷合理热；在说厂房里结构宅型式逃和施张工方称法上乎具有控先进广性和栋合理趴性；委符合《厂房弄建筑待模数维协调货标准》(呀GB泼J庸6－86密)的有督关规故定；榨适应梁生产笋发展统和技畅术革暑新的概要求甘。厂房确跨度绿在18叛m及以卷下时岭，应脾采用往扩大冻模数30彩M数列精；在18劈燕m以上广时，两应采赵用扩刻大模包数60沉M数列肾，如拌图15吧.7所示驰。当俊跨度跪在18探m以上锦，工纠艺布鸟置有饱明显含优越乡丰性时肿，也弱可采祸用扩稿大模览数30勇M数列舱。厂房轮的柱扰距应生采用午扩大桐模数60谈M数列赴。图15杨.7跨度燥和柱咬距示堤意图从经贯济指轰标、得材料嗽用量化和施普工条泪件等纱方面息衡量赠，采患用6m柱距捡比12靠m柱距铃优越冲。但申从现替代工乒业发租展趋递势来炸看，炭扩大饼柱距赏对增驴加厂蛙房有正效面螺积，被提高萍设备习布置尸和工孤艺布吐置的它灵活羊性，谈机械睛化施誓工中杯减少搂结构壮构件顶的数挖量和酸加快斜施工雄进度物等，课都是宽有利登的。荐当然非，由高于构乏件尺羡寸增慈加，辨也会瞎给制隆作、请运输颠和吊圣装带仔来不枯便。单层赞工业仗厂房铁平面东、剖证面尺敲寸的旧确定二、变形齿缝变形廊缝包宿括伸洋缩缝园、沉卖降缝百和抗亿震缝些。当厂煎房长好度和验跨度芳过大辟时，吨为防在止气垄温变大化时鉴结构袭内部氏产生妙很大未的温埋度应此力，哨使墙躬面、档屋面覆和构误件等舒拉裂亡，影唯响使变用，孩可设奏置伸结缩缝蛋将厂予房结棍构分棋成若表干温讯度区指段，裹如图15伴.8所示抵。伸柿缩缝夜应从生基础疯顶面季开始渐，将罗上部快结构冬构件皆完全流分开狡，并粗留出案一定脊宽度昌的缝管隙。干温度菜区段镜的形作状，伍应力只求简面单，贞并应端使伸赚缩缝程的数烂量最管少。壤温度奋区段透的长倦度(伸缩欢缝之恼间的坡距离)，取慈决于练结构滚类型刮和温景度变斤化情疗况。《混凝怀土结盾构设亩计规给范》对钢傻筋混事凝土决结构扛伸缩可缝的肉最大班距离辽做了当规定谋。图15物.8温度致变化婚产生貌裂缝痛示意么图单层玩工业找厂房帅平面鞋、剖仇面尺它寸的沉确定当厂之房相净邻两标部分舱高度他相差痛很大(如10羞m以上)，两贴跨间然吊车熄吨位剪相差馒悬殊竟，地渐基承夜载力莲或下邪卧层藏土质顾有巨怨大差办别，睛或厂肠房各池部分析的施塑工时希间先纹后相阴差很肾长，浑地基柄土的估压缩陆程度旷不同首等情系况时询，为息避免促厂房乓因基璃础不锻均匀锯沉降滤而引铲起开录裂和谁损坏胃，需哨在适拉当部伴位用省沉降化缝将首厂房钻划分稳成若湖干各墨自刚柳度较浪一致话的单沈元。昨沉降单缝应泛将建娘筑物春从屋泉顶到碎基础附全部偿分开帜，以匆使在畅缝两帆边发趣生不胀同沉沙降时臭不致虹损坏监整个渴建筑毙物。尤沉降迎缝可霜兼作扮伸缩斯缝。防震潮缝是轨为减么轻厂省房震厘害而毙采取适的措屋施之典一。万当厂后房平朽、立签面布蒸置复目杂，剥结构香高度耐或刚冠度相毯差很屈大及卫在厂委房侧梢边贴乓建有跌生活济间、糕变电晕所、舱炉子消间等击毗邻宗屋时存，应鸦设置远防震菌缝将烟相邻圆两部何分基陷础以丘上部疤分分梁开。拌地震泉区的省伸缩洗缝和骡沉降只缝均收应符砌合防悠震缝旦的宽棉度要飘求。三、承重逃构件蔑与定仗位轴餐线的阵关系1.中间掘柱与唱横向咬定位更轴线临的联学系除横饶向变之形缝杜处及挽端部裤排架凝柱外狭，中脾间柱轨的中冲心线装应与纯横向撤定位沙轴线相重悟合，舰如图15剂.9所示房诚。此桃时，尽屋架外端部上位于预柱中况心线除通过感处。饼连系绿梁、吊车挑梁、胜基础祝梁、哑屋面帖板及糕外墙眠板等吵构件糕的标轮志长锦度皆腐以柱模中心断线为联准。图15夸.9中间散柱与旬横向粮定位足轴线隙的联垮系单层寇工业垫厂房逼平面傅、剖里面尺帜寸的宅确定2.横向航伸缩甘缝、递防震甲缝处挡柱与扁横向木定位脚轴线永的联驾系在单菠层厂浓房中甜，横慈向伸厌缩缝做、防叶震缝家处一贼般是更在一火个基妙础上嫁设双霜柱、乌双屋碍架。养各柱轨有各肌自的蛾基础旱杯口掉，双勉柱间际有一孩定的借间距惹。横旺向变辆形缝赛处定膜位轴慕线的踪蝶标定稍采用定双轴腥线处腥理。交各轴滩线均保由吊脱车梁脆和屋铸面板恢标志多尺寸铅端部洗通过献，两朗轴线由间的秘距离侨为缝栏宽，兴两柱通中心夕线各历自轴治线后转退60全0m社m，如竟图15办.1宗0所示嘱。图15圾.1净0横向床伸缩茅缝、凡防震寒缝与傻横向新定位钥轴线层的联生系单层缸工业万厂房常平面庄、剖西面尺出寸的叙确定3.山墙餐与横攻向定及位轴瓣线的漆联系山墙嘉为非尖承重挎墙时油，墙居内缘退和抗薪风柱泰外缘芹应与杆横向获定位姨轴线熄相重松合。骗端部烦排架扶柱的船中心叉线应沃自横堂向定恋位轴脑线内浅移6击00糊mm去，端校部实犬际柱准距减脏少6析00卧mm胖，如务图1填5.俘11透所示壶。山墙残为砌角体承扬重时彻，墙木内缘钱与横症向定围位轴辛线间恋的距馆离筒应按灵砌体逼的块耐料类金别分君别为哑半块垫或半鉴块的盘倍数乒或墙机厚的料一半皆，如犯图1挥5.么12贷所示哗。图15汉.1充1端柱裁、非之承重悬山墙楼与横览向定冈位轴侨线的交联系图15剃.1禽2承重氧山墙猪与横躺向定程位轴目线的聋联系单层轿工业射厂房获平面离、剖描面尺包寸的期确定4.墙、喉边柱匪与纵蕉向定痰位轴瓶线的妨联系纵向榴定位搏轴线鹿的标秘定与艰吊车盖桥架宣端头胳长度忠、桥长架端倒头与比上柱常内缘造的安针全缝刊隙宽捏度以理及上顽柱宽斜度有罗关，舰如图15掀.1枕3所示乡丰。从图工中可吹以看矮出，晓厂房员跨度嗽L与五吊车船跨度闹Lk之间台存在找如下搁关系渡：图15有.1尾3轴线剃与上识柱宽经度、铅吊车守桥架单端头欲及安僚全缝拜隙间沸的关笛系其中e为纵早向定蚊位轴阻线至待吊车鸣轨中杏心线灿的距虑离，绿一般颈取75惩0m馋m。当替吊车厅起重牺量＞50膏t时或晚由构垦造要恼求时材，可抢取10构00撒mm。混宽合结币构的袋厂房盏中，煤当采轻用梁逆式吊奥车时麦允许葬取50校0m宝m。对于向无吊眼车或菌只设梳悬挂怖式吊世车的时厂房择及柱货距为6m，吊细车起蝴重量很≤20隙/5居t的厂锈房，辱纵向拨定位舅轴线脾标定钓时，樱轴线荣与外度墙内燃缘及造柱外革缘重帮合，龙如图15外.1咏4所示察。单层衡工业灰厂房铲平面搁、剖滨面尺惰寸的书确定对于先柱距趁为6m，吊去车起象重量葬≥30北/5高t的厂给房，小纵向弹定位奋轴线崇标定县时，安轴线职与柱笨外缘渔之间掌应增啦设连依系尺功寸αc。αc值应打为30养0或其哲倍数羊，当敬墙体街为砌愿体时女，可组采用50隔mm或其坡整倍洁数。烛此标润定尚秒须保刚证屋烂架在袄柱上楚应有纱的支轿承长秩度不旨得小猛于30晨0m萌m，如腿不足恳则上戏柱头笋应伸寸出牛别腿以糊保证摧支座云长度际。图15巾.1睬4外墙穷、边劣柱与蛛纵向具定位近轴线境的联煤系单层雷工业结厂房肃平面皮、剖马面尺浇寸的反确定在无创吊车蔑或只精有悬序臂式守吊车扣的厂村房中郑，当融采用东带有翻承重馒壁柱掌的外裕墙时蛛，如嗓壁柱移较大饱，足饰够支泽承屋君顶承泰重构派件，顺则墙而内缘肃与纵春向定弊位轴狠线相属重合捕，如放图15唉.1喊5(面a)所示主；如追壁柱浸较小贞，不致够支纽奉承屋什顶承淡重构咱件，拳则墙筑内缘凉与纵穴向定丘位轴绍线间桂的距刃离应负为墙窝体半那块或甲半块煎的倍卧数，宴如图15奖.1畜5(红b)所示忍；当借采用静承重描外墙建时，呜墙内貌缘与肚纵向站定位烘轴线病间的顺距离暴宜为饱墙体输半块衬的倍姐数或免使墙围中心闸线与亚定位困轴线填相重抓合，葡如图15以.1维5(菠c)所示拌。图15活.1切5带承娃重壁散柱的卡外墙帖与承庸重外子墙单层国工业肠厂房盗平面雕、剖族面尺心寸的桂确定5.中柱奸与纵温向定宫位轴肠线的坦联系1)等高歪跨中提柱等高面厂房蛮的中缝柱，害宜设公置单担柱和脏一条幅纵向刚定位氧轴线受。定膛位轴基线通币过相判邻两左跨屋恭架的括标志抽尺寸圈端部雨，并仓与上载柱中席心线钓相重暴合，本如图15他.1员6(拐a)所示折。由亩于相容邻跨症内的吩桥式沈吊车盗起重沸量、犹厂房戚柱距唐或构极造等五要求当需设鞭插入姨距耍时(插入茧距为30宝0数列)，中动柱可报采用见单柱振及两侄条纵业向定头位轴糕线，莲如图15袄.1菌6(学b)所示件。图15李.1变6等高踪蝶跨中演柱单层粱工业傻厂房糖平面枕、剖析面尺竞寸的短确定2)高低峡跨处类中柱高低戚跨处狗采用牢单柱蒜时，华如高卖跨吊搭车起魔重量矮≤20佩/5狭t，则婶高跨爽上柱始外缘暑与封波墙内叉缘宜霜与纵刷向定林位轴诊线相鸭重合证，如谈图15插.1猪7(活a)所示浅。当叮高跨贵吊车悦起重睁量较今大，然如≥30懒/5易t时，跟其上腥柱外敌缘与渣纵向赴定位参轴线墨间宜湾设连吃系尺葱寸αc，这滥时应卧采用洁两条隙纵向枯定位型轴线趣，两悄线间热距为判插入制距αi，且αc=αi，如洪图15患.1袍7(市b)所示匹。图15拴.1确7高低客跨处岗中柱单层粒工业商厂房折平面询、剖撕面尺患寸的粗确定6.纵向层伸缩技缝、煎防震省缝处术柱与劲纵向氏定位像轴线以的联慌系等高和厂房吓需设眠纵向娘伸缩渐缝时遇，可秆采用翁单柱激并设养两条稿纵向盒定位肃轴线锅。伸植缩缝缠一侧理的屋抄架或艰屋面反大梁次搁置股在活激动支绍座上够，如直图15全.1撕8所示泥。若图需设丝式防震仗缝时弊，应扬设双临柱、悲双定某位轴号线，缝两单址位轴咱线之帆间设付插入译距αi。图15亏.1帽8等高串厂房毕纵向乳伸缩装缝单层可工业伴厂房冰平面旋、剖禾面尺鞭寸的宪确定不等箭高厂堂房需协设纵膏向伸宅缩缝铺时，途一般灶设在朵高低础跨处补。当婆采用洞单柱劣处理介时，份低跨吗屋架寒或屋东面梁绞可搁项置在静设有臂活动腥支座述的牛右腿上付，高息低跨蜂处应掘采用避两条葡纵向识定位宋轴线走，如水图15绪.1术9所示敏。当央采用谜双柱份时，垃应采偿用两厘条纵励向定杆位轴挑线，柳并设捡插入健距。劲柱与逗纵向袖定位搞轴线戚的定况位规帖定可灭分别遮按各册自的踏边柱她处理蕉，如众图15侦.2眉0所示狭。图15潜.1零9不等纽奉高厂裹房纵残向伸糊缩缝(单柱)图15塌.2飘0不等敌高厂袜房纵姨向伸芳缩缝(双柱)单层盼工业职厂房豆平面循、剖卫面尺麻寸的快确定四、厂房眨标高钓的确端定厂房队高度耕是由昼地平店面到侮屋顶踩承重甲结构名下表笼面的卡垂直草距离哨。如五屋顶佩承重戚结构涌是倾膊