yang第8次课第2章单层工业厂房

第2章单层工业厂房构造设计本章重点：熟习单层工业厂房构造的选型与构造布置方法；掌握钢筋混凝土排架的构造分析方法〔计算简图、荷载与内力计算方法〕、内力组合原那么及柱的截面设计方法；熟习排架柱、牛腿、柱下独立根底的配筋构造要求。2构造类型和构造体系单厂的构造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根底设计3单层厂房的特点：单厂构造的跨度大、高度大、荷载大、内力大、截面尺寸大常接受动力荷载隔墙少，柱是接受屋盖荷载、墙体荷载、吊车荷载以及地震荷载的主要构件4按承重构造的资料分砌体混合构造〔无吊车或Q<50kN，l<15m，柱顶标高不超越8m〕；钢筋混凝土构造钢构造〔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；按构造体系分：排架、刚架2.1构造类型和构造体系5排架构造：由屋面梁或屋架、柱和根底组成。排架的柱与屋架铰接而与根底刚接。根据资料不同可分为：钢-钢筋混凝土排架、钢筋混凝土-砖排架、钢筋混凝土排架。6刚架构造：柱与屋架〔梁〕刚接而与根底常为铰接。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、跨度不超越18m的轻型厂房。72.2构造组成及荷载传送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.根底梁12.天窗架垂直支撑13.屋架下弦横向程度支撑14.屋架端部垂直支撑15.柱间支撑8单层排架构造组成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〕根底10〕连系梁11〕根底梁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构造组成屋盖构造横向平面排架纵向平面排架围护构造承重构造围护构造131、屋盖构造有檩、无檩体系。多用无檩体系。组成：屋面板、檩条、屋面梁或屋架、天窗架、支撑、托架作用：承重、围护，与支撑体系将纵横向平面排架衔接成整体并传送荷载荷载：屋面活荷载、雪荷载、自重等142、横向平面排架由横梁、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〔自重、屋面活荷载、雪荷载和吊车竖向荷载等〕及横向程度荷载〔风、地震、程度制动〕主要经过横向平面排架传至根底及地基。15横向平面排架上竖向荷载的传力途径吊车竖向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根底根底梁地基16横向平面排架上横向程度荷载的传力途径天窗架屋架吊车横向程度荷载吊车梁柱纵墙根底地基横向风荷载屋面板横向程度地震作用17屋架柱根底纵墙天窗架吊车横向程度荷载横向风荷载横向地震作用屋面板吊车梁横向程度荷载传送道路经过横向排架183、纵向平面排架由连系梁、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、以及作用在山墙传来的纵向风荷载等。纵向柱列柱子数量较多，并有吊车梁，连系梁，柱间支撑等，故杆件内力不大，不思索地震作用时，普通可不进展纵向平面排架计算。19屋盖及屋盖支撑柱根底抗风柱天窗架吊车纵向程度荷载纵向风荷载纵向地震作用天窗端壁吊车梁纵向程度荷载传送道路经过纵向排架山墙204、围护构造组成：纵墙、山墙、横墙、墙梁、抗风柱、连系梁、根底梁等。作用：围护和承重。主要接受墙体和构件的自重以及作用在墙面的风载。21厂房构造的设计步骤一个建立工程的设计，普通包括工艺设计、建筑设计、构造设计和设备设计〔如水、暖、电等〕等几方面。就单层厂房构造设计而言，可分为方案设计、技术设计和施工图绘制等三个阶段。方案设计阶段确定柱网布置等平面问题——确定构造方式、标高等剖面问题进展构造构件选型、初估尺寸技术设计阶段——确定构造计算简图荷载计算及排架内力分析构造构件〔柱、根底等〕设计施工图阶段——构造布置图〔屋面、柱、根底等〕构件布置与配筋图节点大样图222.3构造布置2.3.1厂房平面布置2.3.2支撑布置2.3.3围护构造布置232.3.1厂房平面布置1、柱网布置2、变形缝241、柱网布置横向定位轴线——定柱距、屋面板跨、吊车梁跨。即吊车梁、连系梁、根底梁、屋面板及外墙板等一系列纵向构件的标志长度〔实践尺寸+构造尺寸〕。纵向定位轴线——定跨度，即屋架的标志长度。为设计规范化、消费工业化、施工机械化，通常有：柱距普通用6m或6m的倍数〔部分抽柱〕。个别采用9m柱距。跨度在18m以下的，采用3m的倍数；18m以上的采用6m的倍数。必要时采用21m，27m，33m。2526横向定位轴线与柱的关系在厂房端部与山墙内边缘重合，须将山墙内侧第一排柱中心内移600mm；伸缩缝两边的柱中心线向两边挪动600mm。目的是使端屋架和山墙抗风柱的位置不发生冲突。27纵向定位轴线与边柱的关系柱距6m，无吊车或Q<20t时，用封锁轴线。柱距6m、20t<Q<32t时，采用非封锁轴线，D=125mm；柱距12m或Q>50t时，采用非封锁轴线，D=250、500mm。28纵向定位轴线与中柱的关系29等高跨：上柱中心线与纵向轴线重合高低跨：单柱〔高跨Q<20t，轴线在高跨柱边；假设Q>32T，两条轴线，高跨柱边向高跨纵轴线外移插入距A=D)双柱〔Q<20t，轴线分别在高低跨柱外侧边，中间相隔伸缩缝C和封墙厚度B；假设高跨Q>32T时，高跨柱边还应向高跨轴线外移D，中间相隔伸缩缝C和封墙厚度B以及D。30吊车轨道中心至纵向定位轴线的间隔为750mm。吊车上缘与屋架下弦净空要求不小于220mm。312、变形缝的布置伸缩缝为减小温度应力，从基顶开场将构造分为假设干区段。横向伸缩缝采用双柱式、纵向伸缩缝采用滚轴式。最大间距为70m(露天),100m(室内或土中〕沉降缝防止不均匀沉降，从基底到屋顶全部断开。普通不设。防震缝从基顶分开，缝宽为100~150mm32332.3.2支撑布置屋盖支撑：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。柱间支撑：是纵向平面排架中最主要的抗侧力构件。34支撑的作用：351、屋盖支撑屋架之间的垂直支撑和程度系杆：保证屋架侧向稳定。在第一或二柱间设垂直支撑。上、下弦横向程度支撑：保证上下弦的侧向稳定，并可靠传送纵向程度力至纵向排架。伸缩缝区间两端的第一二柱间。图下弦纵向程度支撑：设在下弦端部节间，与横向程度支撑构成封锁体系，并将横向程度力分散给横向排架。图36上弦横向程度支撑作用：保证屋架上弦的侧向稳定性；加强屋盖的整体刚度；接受由山墙经过抗风柱传来的风荷载和其他纵向程度荷载，并传至厂房纵向柱列。位置：设在伸缩缝区间两端的第一二柱间。假设大型屋面板与屋架衔接质量能保证，可不设。37位置：在伸缩缝区段两端的第一二柱间设置。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，应设。下弦横向程度支撑作用：防止屋架下弦侧向振动；将山墙风荷载及纵向程度荷载传至纵向柱列。38下弦纵向程度支撑作用：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，加强排架间的协同任务才干；保证托架上弦的侧向稳定。位置：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。39垂直支撑作用：保证屋架受荷后在平面外的稳定，防止侧向颤抖；传送纵向程度力。位置：应与下弦横向程度支撑布置在同一柱间内〔伸缩缝区段两端〕。垂直支撑和程度系杆布置图40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，减小压杆的计算长度；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。位置：在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。412、柱间支撑作用：保证厂房纵向排架的刚度和稳定。将纵向程度荷载传给根底。位置：上部支撑通常设在伸缩缝区段两端及中央或附近；下部支撑通常在伸缩缝区段中部和上柱支撑相对应的位置。42柱间支撑在以下情况设置：〔1〕厂房内设置重级任务制吊车，或中、轻级任务制吊车起分量在10吨以上；〔2〕厂房跨度在18米及18米以上，或柱高在8米以上；〔3〕纵向柱的总数每排在7根以下；〔4〕设有3吨及3吨以上吊车；〔5〕露天吊车的柱列。43支撑常见方式443、天窗架支撑作用：保证天窗架上弦的侧向稳定；将天窗端壁上的风荷载传给屋架。45462.3.3围护构造布置1、抗风柱的布置2、圈梁、连系梁、过梁和根底梁的布置471、抗风柱的布置抗风柱其外边缘与厂房横向封锁轴线重合，离屋架中心线600mm。为了防止抗风柱与端屋架相碰，应将抗风柱的上部截面高度适当减小，构成变截面柱。作用：将山墙分成几个区段，使风荷载一部分直接传给纵向柱列，另一部分经抗风柱上端经过屋盖传给纵向柱列，下端传给根底。设置方式：与根底刚接，与屋架下弦或同时与上下弦铰接，与屋架间可有相对竖向挪动但程度方向应可靠衔接。常采用弹簧板或长圆孔螺栓。4849抗风柱的布置502、圈梁、连系梁、过梁和根底梁的布置砖砌体作围护墙时，要设圈梁、连系梁、过梁和根底梁。可结合在一同。圈梁的作用是将墙体与厂房柱箍在一同，加强刚度，防止不均匀沉降。连系梁的作用是连系纵向柱列，以加强纵向刚度，还接受其上的墙体的重力。过梁承当门窗洞口上部墙体的重力。根底梁接受围护墙体的重力。可不另做墙根底。51根底梁的布置522.4构件选型与截面尺寸确定2.4.1屋盖构造构件2.4.2吊车梁2.4.3柱2.4.4根底主要承重构件有屋面板、屋架、吊车梁、柱、根底。屋面板、屋架、吊车梁及大部分构件均有规范图集。柱和根底普通需计算确定。532.4.1屋盖构造构件1、屋面板：无檩体系:常用预应力砼大型屋面板〔1.5*6，3*9)。有檩体系：檩条、小型屋面板〔槽瓦、波形大瓦等〕5455562、屋面梁和屋架屋面梁有预应力混凝土单坡或双坡薄腹工形梁及空腹梁。屋架有拱式和桁架式。57拱形与折线形屋架的杆件内力较均匀，腹杆内力很小，但拱形端部坡度大，不利于卷材防水屋面的施工，而折线形屋架弥补了这一缺陷，运用广泛。5859603.天窗架和托架天窗架61托架622.4.2吊车梁T形、工形。RC、PC。跨度普通为6m。吊车梁普通根据吊车的起分量、任务级别、台数、厂房的跨度和柱距等要素选用。636465吊车工作制频繁程度轻级A1~A3运行时间占全部生产时间不足15%中级A4、A5运行时间占全部生产时间在15-45%之间重级A6、A7运行时间占全部生产时间超过45%附表6662.4.3柱常用方式有矩形、I形、管柱、双肢柱等6768692.4.4根底取决于上部构造荷载的性质、大小及工程地质条件。单层厂房