單層工業(yè)廠房結構-1ppt課件

1、第11章 單層廠房構造 單層廠房構造類型和構造體系 構造組成和荷載傳送 排架計算 內力組合和排架柱設計 柱下獨立根底11.1 單層廠房構造類型和構造體單層廠房構造類型和構造體系系k單層廠房根據(jù)其跨度、高度和吊車起分量等單層廠房根據(jù)其跨度、高度和吊車起分量等要素可采用混合構造、混凝土構造或鋼構造。要素可采用混合構造、混凝土構造或鋼構造。一、構造類型一、構造類型k混合構造：無吊車或吊車噸位不超越混合構造：無吊車或吊車噸位不超越5t，跨度在，跨度在15m以內，柱頂標高不超越以內，柱頂標高不超越8m且無特殊工藝要求的且無特殊工藝要求的小型廠房，可采用由磚柱、鋼筋混凝土屋架或輕鋼小型廠房，可采用由磚柱、

2、鋼筋混凝土屋架或輕鋼屋架組成的混合構造；屋架組成的混合構造；鋼構造：廠房內有重型吊車如吊車起分量大于鋼構造：廠房內有重型吊車如吊車起分量大于150t 、跨度大于、跨度大于36m或有特殊工藝要求的大型廠或有特殊工藝要求的大型廠房，可采用全鋼構造或由鋼筋混凝土柱與鋼屋架組房，可采用全鋼構造或由鋼筋混凝土柱與鋼屋架組成的構造。成的構造。除上述情況以外的單層工業(yè)廠房，普通采用混凝土除上述情況以外的單層工業(yè)廠房，普通采用混凝土構造。而且除特殊情況外，普通均采用裝配式鋼筋構造。而且除特殊情況外，普通均采用裝配式鋼筋混凝土構造。混凝土構造。k裝配式鋼筋混凝土排架構造是單層工業(yè)廠房最廣泛裝配式鋼筋混凝土排架構

3、造是單層工業(yè)廠房最廣泛的一種構造方式，它由屋架或屋面梁、柱和根底所的一種構造方式，它由屋架或屋面梁、柱和根底所組成。柱頂與屋架為鉸接，柱底與根底頂面為固接。組成。柱頂與屋架為鉸接，柱底與根底頂面為固接。分等高、不等高；單跨或多跨等多種方式。分等高、不等高；單跨或多跨等多種方式。二、構造體系二、構造體系 排架構造和剛架構造排架構造和剛架構造k 圖圖1.3.2圖圖1.3.3 騰騰15-3k鋼筋混凝土構造的跨度可超越鋼筋混凝土構造的跨度可超越30m，高度可達高度可達2030m或更大，吊車噸位可達或更大，吊車噸位可達150t甚至更大。甚至更大。門架的缺陷：門架的缺陷：1剛度較差，承載后會產(chǎn)生跨變，梁柱

4、的剛度較差，承載后會產(chǎn)生跨變，梁柱的轉角處易產(chǎn)生早期裂痕。轉角處易產(chǎn)生早期裂痕。2翻身、吊裝和對中就位均比較費事，其翻身、吊裝和對中就位均比較費事，其運用遭到一定限制。運用遭到一定限制。k門架的優(yōu)點：梁柱合一，構件種類少，制造簡門架的優(yōu)點：梁柱合一，構件種類少，制造簡單，構造輕巧，當廠房的跨度和高度均較小時單，構造輕巧，當廠房的跨度和高度均較小時其經(jīng)濟目的優(yōu)于排架構造。其經(jīng)濟目的優(yōu)于排架構造。k門架構造普通適用于屋蓋較輕的無吊車或吊車門架構造普通適用于屋蓋較輕的無吊車或吊車噸位不超越噸位不超越10t，跨度不超越，跨度不超越18m，檐口高度，檐口高度不超越不超越10m的中、小型單層廠房或倉庫等。

5、的中、小型單層廠房或倉庫等。單層廠房是一個復雜的空間受力體系。單層廠房是一個復雜的空間受力體系。由屋蓋構造，縱、橫向平面排架及由屋蓋構造，縱、橫向平面排架及圍護構造組成。圍護構造組成。k12.2 構造組成和布置構造組成和布置一、構造組成一、構造組成k1、屋蓋構造：由排架柱頂以上部分各構件包、屋蓋構造：由排架柱頂以上部分各構件包括屋面板、天窗架、屋架、托架等所組成。括屋面板、天窗架、屋架、托架等所組成。作用：主要是圍護和承重接受屋蓋構造的自作用：主要是圍護和承重接受屋蓋構造的自重、屋面活載、雪載和其它的荷載，并將這些重、屋面活載、雪載和其它的荷載，并將這些荷載傳給排架柱，以及采光和通風。荷載傳給

6、排架柱，以及采光和通風。k屋蓋類型：無檁體系、有檁體系屋蓋類型：無檁體系、有檁體系屋蓋類型：無檁體系、有檁體系屋蓋類型：無檁體系、有檁體系無檁體系：由大型屋面板、屋架或屋面梁及屋蓋無檁體系：由大型屋面板、屋架或屋面梁及屋蓋支承系統(tǒng)所組成，有時還包括天窗架和托架等構支承系統(tǒng)所組成，有時還包括天窗架和托架等構件。件。特點：屋面剛度大、整體性好、構件數(shù)量和種類特點：屋面剛度大、整體性好、構件數(shù)量和種類較少、施工速度快，是單層廠房中運用較廣泛的較少、施工速度快，是單層廠房中運用較廣泛的一種屋蓋方式。一種屋蓋方式。k屋蓋類型：無檁體系、有檁體系屋蓋類型：無檁體系、有檁體系有檁體系：由小型屋面板、檁條、屋

7、架及屋蓋有檁體系：由小型屋面板、檁條、屋架及屋蓋支承所組成。支承所組成。特點：這種屋蓋的構造和荷載傳送都比較復雜，特點：這種屋蓋的構造和荷載傳送都比較復雜，整體性和剛度也較差，適用于普通中、小型廠整體性和剛度也較差，適用于普通中、小型廠房。房。kk、縱、橫向平面排架：、縱、橫向平面排架：橫向平面排架由橫梁屋架或屋面梁和橫向橫向平面排架由橫梁屋架或屋面梁和橫向柱列包括根底所組成，是廠房的根本承重柱列包括根底所組成，是廠房的根本承重構造。構造。作用：將廠房中的豎向荷載包括構造自重、作用：將廠房中的豎向荷載包括構造自重、屋面活載、雪載和吊車豎向荷載等及橫向程屋面活載、雪載和吊車豎向荷載等及橫向程度荷

8、載包括風載、吊車橫向制動力、橫向程度荷載包括風載、吊車橫向制動力、橫向程度地震作用等傳給根底和地基。度地震作用等傳給根底和地基。k縱向平面排架：由連系梁、吊車梁、縱向柱列縱向平面排架：由連系梁、吊車梁、縱向柱列包括根底和柱間支撐等組成。包括根底和柱間支撐等組成。作用：保證廠房構造的縱向穩(wěn)定性和剛度，接作用：保證廠房構造的縱向穩(wěn)定性和剛度，接受吊車縱向程度荷載、縱向程度地震作用、溫受吊車縱向程度荷載、縱向程度地震作用、溫度應力以及作用在山墻及天窗架端壁并經(jīng)過屋度應力以及作用在山墻及天窗架端壁并經(jīng)過屋蓋構造傳來的縱向風荷載等。蓋構造傳來的縱向風荷載等。k、圍護構造、圍護構造包括縱墻、橫墻山墻、抗風

9、柱、連系梁、包括縱墻、橫墻山墻、抗風柱、連系梁、根底梁等構件。這些構件所接受的荷載主要是根底梁等構件。這些構件所接受的荷載主要是墻體和構件的自重以作用在墻面上的風荷載。墻體和構件的自重以作用在墻面上的風荷載。k二、荷載傳送二、荷載傳送豎向荷載豎向荷載k橫向程度荷載橫向程度荷載k縱向程度荷載縱向程度荷載單層廠房中的橫向排架是主要承重構造！單層廠房中的橫向排架是主要承重構造！屋架、吊車梁、排架柱和根底是主要承重構件！屋架、吊車梁、排架柱和根底是主要承重構件！k包括平面布置、支撐布置及圍護構造布置包括平面布置、支撐布置及圍護構造布置三、構造布置三、構造布置1、廠房平面布置、廠房平面布置1柱網(wǎng)布置：廠

10、房承重柱的縱向和橫向定位軸線所柱網(wǎng)布置：廠房承重柱的縱向和橫向定位軸線所構成的網(wǎng)格，稱為柱網(wǎng)。柱網(wǎng)布置就是確定縱向定位軸構成的網(wǎng)格，稱為柱網(wǎng)。柱網(wǎng)布置就是確定縱向定位軸線之間跨度和橫向定位軸線柱距的尺寸。線之間跨度和橫向定位軸線柱距的尺寸。布置原那么：首先應滿足消費工藝及作用要求，在此前布置原那么：首先應滿足消費工藝及作用要求，在此前提下力求建筑平面和構造方案經(jīng)濟合理。另外，還應遵提下力求建筑平面和構造方案經(jīng)濟合理。另外，還應遵守廠房建筑一致化根本規(guī)那么的規(guī)定，為廠房設計規(guī)范守廠房建筑一致化根本規(guī)那么的規(guī)定，為廠房設計規(guī)范化、消費工廠化和施工機械化發(fā)明條件?；?、消費工廠化和施工機械化發(fā)明條件。

11、k2變形縫：變形縫：常設溫度縫、抗震縫及沉降縫常設溫度縫、抗震縫及沉降縫2、支撐布置、支撐布置為了保證廠房在施工和運用過程中為了保證廠房在施工和運用過程中的可靠性，需設置各種支撐。的可靠性，需設置各種支撐。1屋蓋支撐屋蓋支撐2柱間支撐柱間支撐包括上、下弦橫向程度支撐、縱向程度支撐、包括上、下弦橫向程度支撐、縱向程度支撐、垂直支撐與縱向程度系桿、天窗架支撐等。垂直支撐與縱向程度系桿、天窗架支撐等。1屋蓋支撐屋蓋支撐是沿廠房跨度方向用交叉角鋼、直腹桿和屋架是沿廠房跨度方向用交叉角鋼、直腹桿和屋架上弦桿共同構成的程度桁架。上弦桿共同構成的程度桁架。作用：保證屋架上弦桿在平面外的穩(wěn)定和屋蓋作用：保證屋

12、架上弦桿在平面外的穩(wěn)定和屋蓋縱向程度剛度。同時還作為山墻抗風柱頂端的縱向程度剛度。同時還作為山墻抗風柱頂端的程度支座，接受山墻傳來的風荷載和其他縱向程度支座，接受山墻傳來的風荷載和其他縱向程度荷載，并將其傳至廠房的縱向柱列。程度荷載，并將其傳至廠房的縱向柱列。a上弦橫向程度支撐上弦橫向程度支撐當屋蓋構造的縱向程度面內剛度缺乏，具有以下情況當屋蓋構造的縱向程度面內剛度缺乏，具有以下情況之一時，具有以下情況之一時，應設置上弦橫向程度之一時，具有以下情況之一時，應設置上弦橫向程度支撐。支撐。1跨度較大的無檁體系屋蓋，當屋面板與屋架銜接跨度較大的無檁體系屋蓋，當屋面板與屋架銜接的焊接質量不能保證，且山

13、墻抗風柱將風荷載傳至的焊接質量不能保證，且山墻抗風柱將風荷載傳至屋架上弦時，應設置上弦橫向程度支撐；屋架上弦時，應設置上弦橫向程度支撐；2假設能保證大型屋面板與屋架或屋面梁有三點焊假設能保證大型屋面板與屋架或屋面梁有三點焊接且屋面板縱肋間的空隙用接且屋面板縱肋間的空隙用C15或或C20細石混凝土灌細石混凝土灌實，那么可以為無檁體系屋蓋剛度相當大，無須設實，那么可以為無檁體系屋蓋剛度相當大，無須設置上弦橫向程度支撐。置上弦橫向程度支撐。3屋面設置了天窗且天窗通到廠房端的第二柱間屋面設置了天窗且天窗通到廠房端的第二柱間或經(jīng)過伸縮縫時，應在第一或第二柱間的天窗范圍或經(jīng)過伸縮縫時，應在第一或第二柱間的

14、天窗范圍內設置上弦橫向程度支撐；并在天窗范圍內沿縱向內設置上弦橫向程度支撐；并在天窗范圍內沿縱向設置一至三道通長的受壓系桿。設置一至三道通長的受壓系桿。4當采用鋼筋混凝土拱形或梯形屋架的屋蓋系統(tǒng)當采用鋼筋混凝土拱形或梯形屋架的屋蓋系統(tǒng)時，應在每一個伸縮縫區(qū)段端部的第一或第二柱間時，應在每一個伸縮縫區(qū)段端部的第一或第二柱間布置上弦橫向程度支撐。布置上弦橫向程度支撐。在屋架下弦平面內，由交叉角鋼、直腹桿和在屋架下弦平面內，由交叉角鋼、直腹桿和屋架下弦桿組成的程度桁架，稱為。屋架下弦桿組成的程度桁架，稱為。作用：將山墻風荷載及縱向程度荷載傳至縱作用：將山墻風荷載及縱向程度荷載傳至縱向柱列，同時防止屋

15、架下弦的側向振動。向柱列，同時防止屋架下弦的側向振動。b下弦橫向程度支撐下弦橫向程度支撐當具有以下情況之一時，應設下弦橫向程度支撐普通當具有以下情況之一時，應設下弦橫向程度支撐普通宜設于廠房端部及伸縮縫處第一柱間，并宜與上弦橫宜設于廠房端部及伸縮縫處第一柱間，并宜與上弦橫向程度支撐設置在同一柱間，以構成空間桁架體系。向程度支撐設置在同一柱間，以構成空間桁架體系。1山墻抗風柱與屋架下弦銜接，縱向程度力經(jīng)過下弦山墻抗風柱與屋架下弦銜接，縱向程度力經(jīng)過下弦傳送時；傳送時；2廠房內有較大的振動源，如設有硬鉤橋式吊車或廠房內有較大的振動源，如設有硬鉤橋式吊車或5t及其以上的鍛錘時；及其以上的鍛錘時；3有

16、縱向運轉的懸掛吊車或電葫蘆，且吊點設在有縱向運轉的懸掛吊車或電葫蘆，且吊點設在屋架上弦時，可在懸掛吊車軌道盡頭的柱間設置。屋架上弦時，可在懸掛吊車軌道盡頭的柱間設置。、下弦橫向程度支撐、下弦橫向程度支撐、下弦縱向程度支撐、下弦縱向程度支撐由交叉角鋼，直腹桿和屋架下弦第一節(jié)間組成由交叉角鋼，直腹桿和屋架下弦第一節(jié)間組成的縱向程度桁架，稱為下弦縱向程度支撐。的縱向程度桁架，稱為下弦縱向程度支撐。作用：加強屋蓋構造的橫向程度剛度。作用：加強屋蓋構造的橫向程度剛度。c縱向程度支撐縱向程度支撐當廠房內設有軟鉤橋式吊車但廠房高度大、吊車噸位較當廠房內設有軟鉤橋式吊車但廠房高度大、吊車噸位較重如等高多跨廠房

17、柱高大于重如等高多跨廠房柱高大于15m,吊車任務級別為吊車任務級別為A4，A5起分量大于起分量大于50t、或廠房內設有硬鉤橋式吊車、或、或廠房內設有硬鉤橋式吊車、或設有大于設有大于5t懸掛吊車、或設備以及廠房內因抽柱或柱距懸掛吊車、或設備以及廠房內因抽柱或柱距較大而需設置托架時，應在屋架下弦端節(jié)間沿廠房縱向較大而需設置托架時，應在屋架下弦端節(jié)間沿廠房縱向通長或部分設置一道下弦縱向程度支撐。通長或部分設置一道下弦縱向程度支撐。當設置下弦縱向程度支撐時，為了保證廠房空間剛度，當設置下弦縱向程度支撐時，為了保證廠房空間剛度，必需同時設置相應的下弦橫向程度支撐，構成封鎖的程必需同時設置相應的下弦橫向程

18、度支撐，構成封鎖的程度支撐系統(tǒng)。度支撐系統(tǒng)。由角鋼桿件與屋架直腹桿組成的垂直桁架，稱為屋由角鋼桿件與屋架直腹桿組成的垂直桁架，稱為屋蓋垂直支撐。其方式為十字交叉形或蓋垂直支撐。其方式為十字交叉形或W形。形。作用：保證屋架接受荷載后在平面外的穩(wěn)定并傳送作用：保證屋架接受荷載后在平面外的穩(wěn)定并傳送縱向程度力，因此應與下弦橫向程度支撐布置在同縱向程度力，因此應與下弦橫向程度支撐布置在同一柱間內。一柱間內。d垂直支撐和程度系桿垂直支撐和程度系桿上弦程度系桿：保證屋架上弦或屋面上弦程度系桿：保證屋架上弦或屋面梁受壓翼緣的側向穩(wěn)定；梁受壓翼緣的側向穩(wěn)定；下弦程度系桿：防止在吊車或有其他下弦程度系桿：防止在

19、吊車或有其他程度振動時屋架下弦發(fā)生側向顫抖。程度振動時屋架下弦發(fā)生側向顫抖。1當廠房跨度小于當廠房跨度小于18m且無天窗時，普通可以不設且無天窗時，普通可以不設垂直支撐和程度系桿。垂直支撐和程度系桿。2當廠房跨度為當廠房跨度為1830m，屋架間距為，屋架間距為6m，采用大型屋，采用大型屋面板時，應在每一道伸縮縫區(qū)段端部第一或第二柱間設面板時，應在每一道伸縮縫區(qū)段端部第一或第二柱間設置一道垂直支撐；跨度大于置一道垂直支撐；跨度大于30m時，應在屋架跨度時，應在屋架跨度1/3左左右的節(jié)點處設置兩道垂直支撐；右的節(jié)點處設置兩道垂直支撐； 當屋架部部高度大于當屋架部部高度大于1.2m時，還應在屋架兩端

20、各布置一道垂直支撐。時，還應在屋架兩端各布置一道垂直支撐。3當廠房伸縮縫區(qū)段大于當廠房伸縮縫區(qū)段大于90m時，還應在柱間支撐柱內時，還應在柱間支撐柱內增設一道垂直支撐。增設一道垂直支撐。1) 當屋蓋設置垂直支撐時，應在未設置垂直支撐屋架當屋蓋設置垂直支撐時，應在未設置垂直支撐屋架間，在相應于垂直支撐平面內的屋架上弦和下弦節(jié)點間，在相應于垂直支撐平面內的屋架上弦和下弦節(jié)點處，設置通長的程度系桿。處，設置通長的程度系桿。2) 凡設在屋架端部柱頂處和屋架上弦屋脊節(jié)點處的通凡設在屋架端部柱頂處和屋架上弦屋脊節(jié)點處的通長程度系桿，均應休用剛性系桿，其他均可采用柔性長程度系桿，均應休用剛性系桿，其他均可采

21、用柔性系桿。系桿。包括天窗架上弦橫向程度支撐和天窗架包括天窗架上弦橫向程度支撐和天窗架間的垂直支撐，用以保證天窗架上弦的間的垂直支撐，用以保證天窗架上弦的側向穩(wěn)定和將天窗端壁上的風荷載傳給側向穩(wěn)定和將天窗端壁上的風荷載傳給屋架。屋架。e天窗架支撐天窗架支撐1天窗架上弦橫向程度支撐和垂直支撐普通均設置天窗架上弦橫向程度支撐和垂直支撐普通均設置在天窗端部第一柱間內。在天窗端部第一柱間內。2當天窗區(qū)段較長時，還應在區(qū)段中部設有柱間支當天窗區(qū)段較長時，還應在區(qū)段中部設有柱間支撐的柱間內設置垂直支撐。撐的柱間內設置垂直支撐。3垂直支撐普通設置在天窗的兩側，當天窗架跨度垂直支撐普通設置在天窗的兩側，當天窗

22、架跨度12m時，還應在天窗中間豎桿平面內設置一道垂直支時，還應在天窗中間豎桿平面內設置一道垂直支撐；撐；4在未設置上弦橫向程度支撐的天窗架間，應在上在未設置上弦橫向程度支撐的天窗架間，應在上弦節(jié)點處設置柔性系桿。弦節(jié)點處設置柔性系桿。它是縱向平面排架中最主要的抗側力構件，其它是縱向平面排架中最主要的抗側力構件，其作用是接受由抗風柱和屋蓋橫向程度支撐傳來作用是接受由抗風柱和屋蓋橫向程度支撐傳來的山墻風載，由屋蓋構造傳來的縱向程度地震的山墻風載，由屋蓋構造傳來的縱向程度地震作用以及由吊車梁傳來的吊車縱向程度制動力，作用以及由吊車梁傳來的吊車縱向程度制動力，并將它們傳給根底。并將它們傳給根底。2柱間

23、支撐柱間支撐提高廠房構造的縱向剛度！提高廠房構造的縱向剛度！對于有吊車的廠房，按其位置要分為上柱和下柱柱間支對于有吊車的廠房，按其位置要分為上柱和下柱柱間支撐。撐。1) 上柱柱間支撐位于吊車梁上部，它設置在伸縮縫區(qū)段上柱柱間支撐位于吊車梁上部，它設置在伸縮縫區(qū)段兩端與屋蓋橫向程度支撐相對應的柱間以及伸縮縫區(qū)段兩端與屋蓋橫向程度支撐相對應的柱間以及伸縮縫區(qū)段中央或臨近中央的柱間，并在柱頂設置通長的剛性系桿中央或臨近中央的柱間，并在柱頂設置通長的剛性系桿以傳送程度力。以傳送程度力。2) 下柱柱間支撐位于吊車梁下部，它設置在伸縮縫區(qū)段下柱柱間支撐位于吊車梁下部，它設置在伸縮縫區(qū)段中部與上柱柱間支撐相

24、應的位置，中部與上柱柱間支撐相應的位置，1 1設有吊車任務級別設有吊車任務級別A6A8A6A8的吊車，或的吊車，或A1A5A1A5的吊車起的吊車起分量在分量在10t10t或或10t10t以上時；以上時； 2 2廠房跨度大于或等于廠房跨度大于或等于18m18m，或柱高大于或等于，或柱高大于或等于8m8m時；時；3 3廠房縱向柱的總數(shù)每列在廠房縱向柱的總數(shù)每列在7 7根以下時；根以下時；4 4設有設有3t3t以上的懸掛吊車時；以上的懸掛吊車時；5 5露天吊車棧橋的柱列。露天吊車棧橋的柱列。當單層廠房有以下情況之一時，應設置柱間支撐。當單層廠房有以下情況之一時，應設置柱間支撐。包括屋面板、墻體、抗風

25、柱、圈梁、連系梁、過梁、根包括屋面板、墻體、抗風柱、圈梁、連系梁、過梁、根底梁等構件。底梁等構件。作用：接受風、積雪、雨水、地震作用，以及地基產(chǎn)生作用：接受風、積雪、雨水、地震作用，以及地基產(chǎn)生不均勻沉降所引起的內力。不均勻沉降所引起的內力。三、圍護構造布置三、圍護構造布置當廠房高度及跨度不大時例如柱頂高度在當廠房高度及跨度不大時例如柱頂高度在8m以下，跨以下，跨度為度為912m，可在山墻設置磚壁柱作為抗風柱；，可在山墻設置磚壁柱作為抗風柱；當廠房高度和跨度較大時，普通都采用鋼筋混凝土抗風當廠房高度和跨度較大時，普通都采用鋼筋混凝土抗風柱，柱外側再貼砌山墻。柱，柱外側再貼砌山墻。當廠房高度很大時，山墻所受的風荷載很大，為減小抗當廠房高度很大時，山墻所