单层厂房的结构组成及布置

钢筋混凝土构造单层工业厂房简介学习目的了解单层工业厂房构造的组成及构造布置的特点。了解牛腿构造要求根据不同运用要求，工业厂房可设计为单层厂房和多层厂房。按承重构造资料的不同，工业厂房可分为钢筋混凝土构造厂房、钢构造厂房、混合构造厂房。钢筋混凝土构造单层厂房按主要承重构造方式分为排架构造和刚架构造，如图9.1所示。排架构造由屋架〔或屋面梁〕、柱、根底组成，其中柱与根底刚接，而屋架〔或屋面梁〕与柱铰接。排架构造按所用资料的不同分为钢屋架与钢筋混凝土柱组成的排架构造、钢筋混凝土排架构造。

刚架构造是指梁或屋架与柱刚性衔接的构造，柱与根底通常为铰接。常用的刚架构造有钢筋混凝土门式刚架构造。单层厂房的构造组成及布置一、单层厂房的构造组成单层厂房构造是由一些构件组成的一个复杂的空间受力体系，可将构造整体分为以下几个子构造体系：屋盖系统梁柱系统根底支撑系统维护系统①屋盖系统屋盖系统由排架柱顶以上部分构件，包括屋面板、天沟板、屋架(或屋面大梁)组成。有时还设有天窗架和托架等。屋面板：接受屋面构造层自重、屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载以及施工荷载等，并将它们传给屋架〔屋面梁〕，具有覆盖、围护和传送荷载的作用。1〕屋面板屋盖构造无檩体系由大型屋面板、屋架或屋面梁及屋盖支撑组成，有时还包括有天窗架和托架等构件——有檩体系——由小型屋面板、檩条、屋架及屋盖支撑所组成屋架或屋面梁：与柱构成横向排架构造，接受屋盖上的全部竖向荷载，接受其自重和板传来的活载，并将其传给排架柱。2〕屋架天沟板：屋面排水并接受屋面积水及天沟板上的构造层自重、施工荷载等，并将它们传给屋架。屋面排水分有组织排水和无组织排水，有组织排水普通是把雨水集到天沟内再由雨水管排下，集聚雨水的沟就被称为天沟。3〕天沟板天窗架：构成天窗以便于采光和通风，接受其上屋面板传来的荷载及天窗上的风荷载等，并将它们传给屋架。4〕天窗架托架：当柱间距大于屋架间距时用以支承屋架，并将屋架荷载传给柱子。5〕托架②梁柱系统梁柱系统由排架柱，抗风柱，吊车梁，根底梁，连系梁，等构成。排架柱：接受屋盖构造、吊车梁、外墙、柱间支撑等传来的竖向和程度荷载，并将它们传给根底。6〕排架柱7〕抗风柱抗风柱：接受山墙传来的风荷载，并将它们传给屋盖构造和根底。抗风柱普通与根底刚接，与屋架上弦铰接；当屋架设有下弦横向程度支撑时，也可与下弦铰接或同时与上、下弦铰接抗风柱与屋架上、下弦衔接构造连系梁：连系纵向柱列，加强厂房的纵向刚度，并将风荷载传送给纵向柱列，同时还接受其上部墙体的分量。8〕连系梁根底梁：接受围护墙体的分量，并将其传给根底。9〕根底梁吊车梁：接受吊车竖向和横向或纵向程度荷载，并将它们分别传给横向或纵向排架。10〕吊车梁横向排架结构由横梁、横向柱列及其根底所组成的平面骨架，是厂房的根本承重构造。厂房接受的竖向荷载及横向程度荷载(程度风力，地震程度作用力)主要经过横向平面排架传至根底及地基。纵向排架结构由连系梁、吊车梁、纵向柱列、柱间支撑和根底等构件组成的纵向平面骨架。作用是保证厂房构造的纵向稳定性和刚度，接受吊车纵向程度荷载、纵向程度地震作用、温度应力以及作用在山墙及天窗架端壁并经过屋盖构造传来的纵向风荷载等。③根底接受柱、根底梁传来的荷载，并将其传给地基。根底包括柱下独立根底和设备根底。柱下独立根底接受柱和根底梁传来的荷载。设备根底接受设备传来的荷载。11〕根底④支撑系统支撑系统包括屋盖支撑和柱间支撑。屋盖支撑又分上弦横向程度支撑，下弦横向程度支撑，纵向程度支撑，垂直支撑及系杆。屋盖支撑加强屋盖构造空间刚度，保证屋架的稳定，将风荷载传给排架构造。柱间支撑加强厂房的纵向刚度和稳定性，接受并传送纵向程度荷载至排架柱或根底。11〕天窗架垂直支撑12〕屋架下弦横向支撑13〕屋架垂直支撑14〕柱间支撑围护构造——位于厂房的周围，包括纵墙、横墙〔山墙〕、抗风柱、连系梁、根底梁等构件。这些构件所接受的荷载，主要是墙体和构件的自重以及作用在墙面上的风荷载。竖向荷载传送②横向程度荷载传送③纵向程度荷载传送单层厂房中的横向排架是主要承重构造，而屋架、吊车梁、排架柱和根底是主要承重构件。二、单层厂房的构造布置1、单层厂房柱网布置厂房承重柱(或承重墙)的定位轴线，在平面上陈列构成的网格，称为柱网。纵向定位轴线之间的间隔称为跨度，横向定位轴线之间的间隔称为柱距。柱网布置就是确定跨度和柱距尺寸。也是确定屋面板，屋架，吊车梁等构件跨度的根据。<厂房建筑一致化根本规那么>规定：厂房跨度L应满足：当L≤18m时，以3m为模数，即9m、12m、15m、18m。当L＞18m时，以6m为模数，即24m、30m、36m。厂房柱距普通为6m，当有特殊要求时，可部分抽柱，构成12

m柱距。2、变形缝的设置厂房的变形缝包括：伸缩缝、沉降缝、防震缝。伸缩缝由于资料的热胀冷缩性质，致使厂房随温度变化而产生变形，且厂房平面尺寸越大，积累变形越大，从而产生的构造应力也越大，有能够导致构造开裂或破坏。为防止这种不利影响，可将厂房划分开，用减小长度的方法来减小温度引起的变形及应力。在相邻段之间留有一定宽度的缝隙，供膨胀变形用，这个缝即称为伸缩缝。<混凝土构造设计规范>规定：对于装配式钢筋混凝土排架构造，在室内或土中伸缩缝的最大间距为100m，露天时，缝的最大间距为70m。②沉降缝沉降缝：单层厂房构造对地基不均匀沉降有较好的顺应才干，故在普通的单层厂房中可不设沉降缝。当厂房相邻两部分高度相差大于10m，或吊车起分量相差悬殊，地基承载力或下卧层土质有较大差别等，应思索设置沉降缝。沉降缝可兼起伸缩缝的作用③防震缝防震缝：位于地震区的单层厂房，如因消费工艺或运用要求而使其平、立面布置复杂或构造相邻两部分的刚度和高度相差较大时，应设置防震缝将相邻两部分分开，防震缝的两侧应布置墙或者柱。图9.12柱的截面方式〔a〕矩形截面柱；(b)工字形截面柱；(c)双肢柱；排架构造的构件选型适用条件图9.13柱下独立根底的方式〔a〕阶形根底；〔b〕锥形根底；〔c〕高杯口根底图9.14桩根底柱下条形根底

3、支撑的布置及作用单层厂房支撑分屋盖支撑和柱间支撑两类。屋盖支撑包括：上弦横向程度支撑、下弦横向程度支撑、纵向程度支撑、垂直支撑、纵向程度系杆、天窗架支撑等。上弦横向程度支撑构成：沿厂房跨度方向用交叉角钢、直腹杆和屋架上弦杆构成的程度桁架。作用：保证屋架上弦的侧向稳定性；加强屋盖的整体刚度；作为山墙抗风柱的顶端程度支座，接受由山墙传来的风荷载和其他纵向程度荷载，并传至厂房纵向柱列。

上弦横向程度支撑布置布置：当屋盖为有檩体系，或屋盖为无檩体系，但屋面板与屋架的衔接质量不能保证且抗风柱与屋架上弦衔接，每一伸缩缝区段端部第一或第二柱间布置；当设有天窗，且天窗经过厂房端部的第二柱间或经过伸缩缝，应在第一或第二柱间的天窗范围内设置，并在天窗范围内沿纵向设置1～3道通长的受压系杆，将天窗范围内各榀屋架与上弦横向程度支撑连系起来。下弦横向程度支撑构成：沿厂房跨度方向用交叉角钢、直腹杆和屋架下弦杆构成的程度桁架。作用：将山墙风荷载及纵向程度荷载传至纵向柱列；防止屋架下弦侧向振动。下弦横向程度支撑布置下弦横向程度支撑布置：当屋架下弦设有悬挂吊车，或厂房内有较大振动，或山墙风荷载经过抗风柱传至屋架下弦，应在每一伸缩缝区段两端的第一或第二柱间设置，宜与上弦横向程度支撑设置在同一柱间，以构成空间行架体系。下弦横向程度支撑布置纵向程度支撑构成：由交叉角钢、直杆和屋架下弦第一节间组成的纵向程度桁架。作用：加强屋盖构造的横向程度刚度；保证横向程度荷载的纵向分布，加强厂房的空间任务；保证托架上弦的侧向稳定。纵向程度支撑布置纵向程度支撑布置：当设有软钩桥式吊车且厂房高度大、吊车起分量较大，应在屋架下弦端节间沿厂房纵向通长或部分设置一道。当已设有下弦横向程度支撑时，为保证厂房空间刚度，应尽能够与横向程度支撑衔接，以构成封锁的程度支撑系统。纵向程度支撑布置垂直支撑构成：由角钢杆件与屋架直腹杆组成的垂直桁架，方式为十字交叉形或W形。作用：保证屋架受荷后在平面外的稳定；传送纵向程度力。d、垂直支撑布置：应与下弦横向程度支撑布置在同一柱间内。当厂房跨度小于18m且无天窗时，普通可不设垂直支撑和程度系杆；当厂房跨度18～30m、屋架间距为6m、采用大型屋面板时，应在每一伸缩缝区段端部的第一或第二柱间，屋架跨中设置一道垂直支撑；当屋架跨度大于30m时，应在每一伸缩缝区段端部的第一或第二柱间，屋架跨度1/3左右的节点处设置两道垂直支撑。垂直支撑和程度系杆布置图e、程度系杆构成：分为上弦程度系杆和下弦程度系杆。作用：上弦程度系杆是为保证屋架上弦或屋面梁受压翼缘的侧向稳定；下弦程度系杆是为防止在吊车或有其它程度振动时屋架下弦侧向颤抖。布置：当屋盖设置垂直支撑时，未设置垂直支撑的屋架间，在相应于垂直支撑平面内的屋架上弦和下弦节点处，设置通长的程度系杆。e、程度系杆刚性系杆〔压杆〕：凡设在屋架端部主要支承节点处和屋架上弦屋脊节点处的通长程度系杆，均应采用刚性系杆；当屋架横向程度支撑设在伸缩缝区段两端的第二柱间内时，第一柱间内的程度系杆均应采用刚性系杆。柔性系杆〔拉杆〕：其他均可采用柔性系杆。垂直支撑和程度系杆布置图柱间支撑布置构成：由交叉钢杆件组成，交叉倾角宜取45°，支撑钢构件的截面尺寸需经承载力和稳定计算确定。柱间支撑是纵向平面排架中最主要的抗侧力构件。作用：提高厂房的纵向刚度和稳定性；将吊车纵向程度制动力、山墙及天窗端壁的风荷载、纵向程度地震作用等传至根底。柱间支撑作用表示图分类：对于有吊车的厂房，按其位置可分为上柱柱间支撑和下柱柱间支撑。上柱柱间支撑：位于牛腿上部，并在柱顶设置通长的刚性系杆；接受作用在山墙及天窗壁端的风荷载，并保证厂房上部的纵向刚度。下柱柱间支撑：位于牛腿下部；接受上部支撑传来的内力、吊车纵向制动力和纵向程度地震作用等，并将其传至根底。方式：十字交叉形；当柱间要通行或放置设备，或柱距较大而不宜采用交叉支撑时，可采用门架式支撑。门架式柱间支撑布置：当设有A6～A8的吊车，或A